液态金属的可控定向传输对软体机器人、柔性电子、靶向药物输运等应用具有关键作用,有很好的应用前景。然而液态金属的传输控制一直是一个难题,通常在液体环境中才能良好传输,在空气中则难以传输。为了解决液态金属在空气中粘附性强和运动迟缓的问题,深圳技术大学新材料与新能源学院与深圳大学、中科院深圳先进技术研究院合作,采用疏金属表面设计结合垂直振动方法,实现了镓铟锡合金的高流动性。
研究发现,在频率约27赫兹、振幅1.1mm的振动下,倾斜角不大于1°时,液态金属液滴在粗糙和超疏水表面上可移动性强。此外,在30至2000µL范围内,液滴的运动与其体积无关,而是基于垂直振动循环期间的液体钉扎和脱钉,以及液滴接触线的周期性后退和前进。这些结果为液态金属的可控驱动提供了一种新方法,并为智能设备和软体机器人中对液态金属更复杂的控制铺平了道路。
这项研究以" Vibration-Enabled Mobility of Liquid Metal"为题发表在Advanced Functional Materials(IF: 19.0, Q1, DOI: 10.1002/adfm.202313474),新材料与新能源学院韩培刚教授团队的Stephan Wang助理教授为该论文的第一作者及通讯作者,合作者包括深圳技术大学韩培刚、何斌,深圳大学Florian J.Stadler、Tiansheng Gan和Xuechang Zhou,以及中科院深圳先进技术研究院Tao Wang。深圳技术大学为论文第一完成单位及第一通讯单位。
图1. 振动引起液态金属液滴运动的实时照片。a)由27.5 Hz,3.3 mm振幅的振动驱动的30μL液滴的运动;b)由27.5 Hz, 1.1 mm振幅的振动驱动的1000 μL液滴的运动。倾斜角均为2°.
(论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202313474)