香港城大王鉆開(kāi)教授團(tuán)隊(duì)《Nat. Commun.》：反常的液滴彈跳現(xiàn)象，水膜越厚，液態(tài)金屬液滴彈跳能力越強(qiáng)

2023-06-17 來(lái)源：高分子科技

關(guān)鍵詞：液滴彈跳液態(tài)金屬液滴復(fù)合流體液滴動(dòng)力學(xué)

液態(tài)金屬（LM）由于其獨(dú)特的性質(zhì)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。LM具有相對(duì)較低的熔點(diǎn)，通常在室溫下就可以變?yōu)橐簯B(tài)，這使得它在柔性電子領(lǐng)域中具有巨大的潛力。由于LM能夠保持高電導(dǎo)和熱導(dǎo)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(shè)備和可卷曲的電路板。此外，LM還表現(xiàn)出良好的柔韌性和可塑性，這使得它在軟體機(jī)器人領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)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(huì)降低LM的流動(dòng)性并導(dǎo)致與底層基底的粘附。為了克服這個(gè)問(wèn)題，研究人員一直在探索方法來(lái)保持LM的流動(dòng)性和自由運(yùn)動(dòng)。

這篇文章報(bào)道了一種反常的液滴彈跳現(xiàn)象，即液態(tài)金屬(LM)液滴在水膜上可以完全彈跳，而不會(huì)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(qiáng)。文章揭示了這種現(xiàn)象的原理是水膜作為一種潤(rùn)滑膜，阻止了LM液滴與固體表面的接觸，并且水膜對(duì)LM液滴的自發(fā)潤(rùn)濕導(dǎo)致了潤(rùn)滑膜內(nèi)的負(fù)毛細(xì)壓力，從而影響了LM液滴的恢復(fù)系數(shù)。文章認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)有助于深入理解復(fù)合流體液滴動(dòng)力學(xué)，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?gòu)椘稹?/span>（a,b和c）高速相機(jī)側(cè)面視角（d和e）高速相機(jī)底面視角（f）水膜干涉圖

圖2.LM液滴彈跳的動(dòng)力學(xué)表征（a）恢復(fù)系數(shù)和水膜厚度的變化（b）接觸時(shí)間和水膜厚度的變化（f）液滴生成實(shí)物圖

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(fù)系數(shù)和水膜厚度的變化（f）恢復(fù)系數(shù)和Of數(shù)的變化

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

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

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（責(zé)任編輯：xu）

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