Kredit:American Chemical Society
I storfilmen Terminator film franchise, en ond robot förvandlas till olika mänskliga former och föremål och sipprar genom smala öppningar, tack vare dess "flytande metall"-komposition. Även om nuvarande robotar inte har dessa möjligheter, Tekniken närmar sig med utvecklingen av nya flytande metaller som kan manipuleras i 3D-rymden med magneter. Anmäld i ACS tillämpade material och gränssnitt , Materialen kan en dag hitta tillämpningar inom mjuk robotik.
Metaller som är flytande vid rumstemperatur, såsom gallium och vissa legeringar, har unika egenskaper inklusive hög ledningsförmåga, låg smältpunkt och hög deformerbarhet. Dessa egenskaper gör dem attraktiva för användning i mjuka robotar och flexibel elektronik. Genom att lägga till magnetiska partiklar, som nickel eller järn, forskare kan producera flytande metaller som de kan manipulera med magneter. Dock, på grund av deras höga ytspänning, de flesta magnetiska flytande metaller kan bara röra sig horisontellt, och de måste nedsänkas helt i vätska för att undvika att bilda en pasta. Liang Hu, Jing Liu och kollegor ville göra en magnetisk flytande metall som de kunde flytta och sträcka både horisontellt och vertikalt, utan att behöva lägga materialet helt i en vätska.
Att göra så, forskarna arbetade först med materialet nedsänkt i vätska. De tillsatte järnpartiklar till en droppe av ett gallium, indium och tennlegering nedsänkt i saltsyra. Ett galliumoxidskikt bildas på droppytan, vilket sänkte ytspänningen hos den flytande metallen. När teamet applicerade två magneter i motsatta riktningar, de kunde sträcka ut droppen till nästan fyra gånger dess vilolängd. De kunde också manipulera den flytande metallen för att ansluta två nedsänkta, horisontella elektroder och, på grund av dess ledande egenskaper, tända en LED-lampa. Den flytande metallen kunde till och med sträcka sig vertikalt och sedan röra sig horisontellt för att ansluta två elektroder – den övre exponerad för luft, och den lägre i saltsyran. Detta visade att materialet inte behövde vara helt nedsänkt i vätska. På det här sättet, den magnetiska flytande metallen påminde om en upprätt gående amfibie, säger forskarna.