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».
[Фото: eurekalert.org]
