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香港城大王鉆開教授團隊《Nat. Commun.》:反常的液滴彈跳現象,水膜越厚,液態金屬液滴彈跳能力越強
2023-06-17  來源:高分子科技

  液態金屬(LM)由于其獨特的性質在各個領域中得到廣泛關注和應用。LM具有相對較低的熔點,通常在室溫下就可以變為液態,這使得它在柔性電子領域中具有巨大的潛力。由于LM能夠保持高電導和熱導性,它可以用于制造靈活的電子器件,如彎曲的顯示屏、可穿戴設備和可卷曲的電路板。此外,LM還表現出良好的柔韌性和可塑性,這使得它在軟體機器人領域中具有廣泛的應用。然而,需要注意的是,在常溫條件下,LM容易被氧化,形成一層薄薄的氧化物覆蓋層。這種氧化層會降低LM的流動性并導致與底層基底的粘附。為了克服這個問題,研究人員一直在探索方法來保持LM的流動性和自由運動。


  這篇文章報道了一種反常的液滴彈跳現象,即液態金屬(LM)液滴在水膜上可以完全彈跳,而不會粘附在水膜下的固體表面上。更有趣的是,水膜越厚,LM液滴的彈跳能力越強。文章揭示了這種現象的原理是水膜作為一種潤滑膜,阻止了LM液滴與固體表面的接觸,并且水膜對LM液滴的自發潤濕導致了潤滑膜內的負毛細壓力,從而影響了LM液滴的恢復系數。文章認為這一發現有助于深入理解復合流體液滴動力學,并為流體控制提供了新的思路。 


圖1.LM從水膜覆蓋的固體表面快速彈起。(a,b和c)高速相機側面視角(d和e)高速相機底面視角(f)水膜干涉圖 


2.LM液滴彈跳的動力學表征(a)恢復系數和水膜厚度的變化(b)接觸時間和水膜厚度的變化(f)液滴生成實物圖 


3.LM液滴彈跳的理論模型(a)LM液滴彈跳的示意圖(b)理論的恢復系數和水膜厚度的變化(f)恢復系數和Of數的變化


  文章共同第一作者為香港城市大學代宇航李旻斐博士和冀秉強博士。文章通訊作者為香港城市大學Steven Wang博士,哈爾濱工業大學(深圳)郝崇磊博士和香港城市大學王鉆開教授。


  原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-39348-x

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