Рідкий метал змусили рухатися
Пам'ятаєте модель T-1000 із фільму «Термінатор-2»?
Завдяки винаходу вчених із Мельбурнського королівського технологічного університету (Австралія) у майбутньому людство зможе сконструювати щось схоже на модель T-1000 з фільму «Термінатор-2»: 3D-модель гуманоїду з металу, який набуває заданої форми. Потрібно тільки зробити цю модель більш програмованою та слухняною, зрозуміло.
Рідкий метал, що рухається, здатний зробити маленьку революцію в електроніці — з його допомогою електронні ланцюги змінюють свою конфігурацію по команді і працюють наче живі організми, де клітини рухаються і обмінюються інформацією один з одним, мріють вчені.
Рідкий метал, що саморухається, розроблений групою вчених під керівництвом професора Куроша Калантар-заде (Kourosh Kalantar-zadeh). Суть винаходу – у хімічному складі розчину, в якому рухаються краплі. Змінюючи кислотність та іонний склад (електричний заряд) розчину, дослідники можуть керувати рухом металевих крапель у трьох вимірах.
На ілюстрації схематично показано експериментальну установку, яку використовували вчені (b): два канали у формі букв U з поліметилметакрилату, тобто органічного скла. Вони проходять паралельно один до одного і з'єднуються на виході (outlet на схемі). Два канали несуть різні типи електролітів, які представлені на схемі різними кольорами: кислотне середовище жовтим, а лужне синім. Два паралельні потоки контактують через краплю рідкого галінстану діаметром 3 мм. Реальні фотографії експериментальної установки зображені внизу.
Галінстан — сплав, що складається на 68,5% з галію, на 21,5% з Індії та на 10% з олова. Заявлена температура плавлення металу становить 19°C, але може бути зменшена нижче0°C (правовласник Geratherm Medical AG не розкриває метод зниження температури плавлення, але такий метод точно існує). Основне застосування галінстану - заміна ртуті в деяких областях, насамперед у побутових термометрах.
Краплі галінстану рухаються залежно від концентрації HCl та NaOH у розчині. На наступній діаграмі показано вплив на метал ефекту Марангоні - різновиду конвекції, перенесення речовини вздовж межі розділу двох середовищ, що виникає внаслідок наявності градієнта поверхневого натягу.
Діаграми внизу показують ступінь деформації краплі, залежно від концентрації HCl та NaOH у розчинах.
Проста зміна хімічного складу розчинів змушує краплі металу рухатися і змінювати свою форму, без додаткового зовнішнього впливу, механічного або електричного.
«Використовуючи це відкриття, ми змогли створити рухомі об'єкти, перемикачі і насоси, які можуть працювати автономно - це рідкі метали, що саморухаються, які рухаються в залежності від складу навколишньої рідини, - говорить професор Калантар-заде. — Зрештою, використовуючи фундаментальні основи цього відкриття, може стати можливою побудова 3D рідкого металевого гуманоїду із програмованою формою».
Якщо говорити більш реально, то вчені припускають, що рухомий керований рідкий метал може знайти застосування в різних електронних пристроях, таких як гнучкі електронні 3D-дисплеї і медичні діагностичні сенсори, які змінюють свою конфігурацію по команді.