eng
Просмотры: 681
16.01.2020
Инженеры могут создавать жидкий и, возможно, твердый металл, изменяющий структуру поверхности в ответ на нагревание, пишет eurekalert.org со ссылкой на Angewandte Chemie. Обработка частиц жидких металлических сплавов теплом делает их поверхность шероховатой
«Контролируя нагрев, вы можете управлять структурой поверхности, объяснил Мартин Туо – доцент штата Айова, профессор материаловедения и инженерии, соучредитель стартапа Ames SAFI-Tech Inc. и ведущий автор статьи. – Новая технология может положить начало проектированию «умных» систем сплавов, которые изменяют структуру поверхности и ее состав в ответ на изменения температуры, для применений, начиная от зондирования до катализа», – пишет в своей статье Туо и его исследовательская группа.
Соавторами статьи являются Эндрю Мартин и Винни Киари – докторанты штата Айова по материаловедению и инженерии – и Бойс Чанг – научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли, который получил докторскую степень в штате Айова.
Исследовательская группа начала с жидкого металлического сплава галлия, индия и олова, синтезированного в частицы, покрытые гладкой оксидной оболочкой, которая была химически стабилизирована. Когда частицы нагреваются, поверхность утолщается и становится жестче и начинает вести себя как твердое тело. В конечном счете поверхность разрушается, позволяя жидкому металлу изнутри попасть на поверхность. Самый реактивный – галлий – прорывается первым. Большее количество тепла выносит на поверхность индий. А самая высокая температура – около 1600 градусов по Фаренгейту – выявляет соединения олова.
«Это движение от подслоя к поверхности позволяет жидкой металлической частице «непрерывно инвертировать свой состав под действием тепловых воздействий, – пишут исследователи в статье. – Частицы реагируют на определенный уровень тепла и выделяют определенный элемент в зависимости от температуры, так же, как хамелеон реагирует на цвет окружающей среды, – сказал Туо. – Вот почему мы говорим, что это металлы-хамелеоны – только реагируют на тепло, а не на цвет, как рептилии».
Киари сказал, что металлические частицы реагируют на управляемую среду: время, температура и уровень кислорода тщательно контролируются исследователями. Это позволяет инженерам прогнозировать и программировать точную текстуру поверхности частиц.
Мартин сказал, что эту технологию можно использовать для точной настройки характеристик металла в качестве катализатора или его способности поглощать соединения. Исследователи считают, что технология будет работать с другими металлическими сплавами.
«Это не уникально для конкретных материалов, – сказал Туо. – Это поведение металлов в целом, их универсальное свойство. Металлы-хамелеоны могут стать очень интересной и полезной технологией. Когда вы говорите об умных материалах, как правило, подразумеваются полимеры, – сказал Туо. – Но металлы тоже могут это делать. Однако это большой зверь – вам нужно знать, как его укротить».
Соавторами статьи являются Эндрю Мартин и Винни Киари – докторанты штата Айова по материаловедению и инженерии – и Бойс Чанг – научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли, который получил докторскую степень в штате Айова.
Исследовательская группа начала с жидкого металлического сплава галлия, индия и олова, синтезированного в частицы, покрытые гладкой оксидной оболочкой, которая была химически стабилизирована. Когда частицы нагреваются, поверхность утолщается и становится жестче и начинает вести себя как твердое тело. В конечном счете поверхность разрушается, позволяя жидкому металлу изнутри попасть на поверхность. Самый реактивный – галлий – прорывается первым. Большее количество тепла выносит на поверхность индий. А самая высокая температура – около 1600 градусов по Фаренгейту – выявляет соединения олова.
«Это движение от подслоя к поверхности позволяет жидкой металлической частице «непрерывно инвертировать свой состав под действием тепловых воздействий, – пишут исследователи в статье. – Частицы реагируют на определенный уровень тепла и выделяют определенный элемент в зависимости от температуры, так же, как хамелеон реагирует на цвет окружающей среды, – сказал Туо. – Вот почему мы говорим, что это металлы-хамелеоны – только реагируют на тепло, а не на цвет, как рептилии».
Киари сказал, что металлические частицы реагируют на управляемую среду: время, температура и уровень кислорода тщательно контролируются исследователями. Это позволяет инженерам прогнозировать и программировать точную текстуру поверхности частиц.
Мартин сказал, что эту технологию можно использовать для точной настройки характеристик металла в качестве катализатора или его способности поглощать соединения. Исследователи считают, что технология будет работать с другими металлическими сплавами.
«Это не уникально для конкретных материалов, – сказал Туо. – Это поведение металлов в целом, их универсальное свойство. Металлы-хамелеоны могут стать очень интересной и полезной технологией. Когда вы говорите об умных материалах, как правило, подразумеваются полимеры, – сказал Туо. – Но металлы тоже могут это делать. Однако это большой зверь – вам нужно знать, как его укротить».
Комментарии читателей
