Precis som en kameleont ändrar sin hudfärg som svar på sin miljö, ingenjörer har hittat ett sätt för flytande metall - och potentiellt fast metall - att ändra sin ytstruktur som svar på värme.

Behandling av partiklar av flytande metallegeringar med värme får dem att rugga upp sina ytor med små sfärer eller nanotrådar, Ingenjörer från Iowa State University rapporterade i en tidning på omslaget till numret av tidskriften den 2 januari Angewandte Chemie .

Styr värmen och du kan kontrollera ytmönstren, sa Martin Thuo, en Iowa State biträdande professor i materialvetenskap och teknik, en medgrundare av Ames startup SAFI-Tech Inc. och huvudförfattare till tidningen.

Och vad kan den avstämbara ytmönstringen leda till?

Tekniken kan "inspirera design av "smarta" legeringssystem som utvecklar ytmönstren och deras sammansättning med temperatur (eller analoga stimuli) för tillämpningar som sträcker sig från avkänning till katalys, " skrev Thuo och hans forskargrupp i sin uppsats.

Tidningens medförfattare är Andrew Martin och Winnie Kiarie, Iowa State doktorander i materialvetenskap och teknik; och Boyce Chang, en postdoktor vid University of California, Berkeley, som tog sin doktorsexamen i Iowa State.

Forskargruppen började med en flytande metallegering av gallium, indium och tenn syntetiserats till partiklar täckta med ett slätt oxidskal som har stabiliserats kemiskt. När partiklarna värms upp, ytan tjocknar och stelnar och börjar bete sig mer som ett fast ämne.

Så småningom går ytan sönder, så att den flytande metallen inuti kommer upp till ytan. Den mest reaktiva, gallium, slår igenom först. Mer värme för indium till ytan. Och den högsta värmen - cirka 1, 600 grader Fahrenheit – tar fram buketter av tenn.

Denna rörelse från underskiktet till ytan tillåter en flytande metallpartikel att "kontinuerligt invertera sin sammansättning under termiska stimuli, " skrev forskarna i tidningen.

"Partiklarna reagerar på en viss nivå av värme och släpper ett specifikt element baserat på temperatur, precis som en kameleont reagerar på färgen i sin omgivning, " sa Thuo. "Det är därför vi säger att de är kameleontmetaller - men som svarar på värme, att inte färga som reptilen gör."

Kiarie sa att metallpartiklarna reagerar på en mycket kontrollerad miljö - tid, temperatur och syrenivåer kontrolleras noggrant av forskarna.

Det gör det möjligt för forskarna att förutsäga och programmera den exakta ytstrukturen på partiklarna.

Martin sa att tekniken kan användas för att finjustera en metalls prestanda som katalysator eller dess förmåga att absorbera föreningar.

Forskarna säger också att tekniken kommer att fungera med andra metallegeringar.

"Detta är inte unikt för dessa material, ", sa Thuo. "Detta är ett beteende hos metaller i allmänhet. Andra metaller som är föremål för samma behandling bör göra detta. Detta är en universell egenskap hos metaller."

Det kan göra kameleontmetaller till en mycket intressant och användbar teknik:"När du pratar om smarta material, polymerer kommer att tänka på, sa Thuo. "Men metaller kan göra det här, för. Men det är ett stort odjur - du behöver bara veta hur man tämjer det."