在人们的印象中,金属的熔点很高,大多为固体,金属能够制成各种坚固的零部件。但实际上,并非所有的金属都是固态,也有液态金属的存在。比如,汞就是一种在常温下呈液态的金属,又称为水银,常用于温度计和血压计中。近年来,科学家对液态金属的研究主要集中在镓和镓基合金上。

镓被发现的历史并不长,距今仅有一百多年时间。早在1871年,俄国化学家门捷列夫就在元素周期律中预测了镓元素的存在。而后在1875年,布瓦博得朗发现了镓元素,并成功提取、提纯了这种新的金属。现如今,工业上对镓的生产和提纯技术已经非常成熟,镓的纯度可达到99.9999%。

镓金属熔点较低,只有29.78℃,但其沸点却非常高,能够达到2403℃。镓金属在不同形态下呈现不同的颜色,固态时呈青灰色,液态时呈银白色。镓具有非常好的延展性,柔软度很高。当它与某些金属混合后,在不同的配比之下会产生千变万化的物理化学性质。

镓基液态金属不仅可以变形,而且还能变色。镓基合金多以银白色的金属光泽展现在世人面前,科学家们通过研究发现,当把液态金属置于石墨基底上,并与电解质溶液中的铝箔进行混合时,由于三氧化二镓薄膜的散射和薄膜—金属界面上的微纳米空腔共同作用,液态金属表面会呈现出银白色到金色最后到黑色的奇妙变化。另外,有研究发现,在电场的调节下,镓基液态金属的表面可以呈现出类彩虹色,这是由于入射光发生了薄膜干涉。

镓基室温液态金属具独特的表面性质及理化特性,可以通过电场、磁场以及浓度梯度场等多种能量场或者表面改性等方式,实现变形、移动、分离以及融合等多种形态学变化,在微流体、生物医学以及机器人等领域展示出巨大的应用前景。

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随意变形的镓基液态金属

图文简介

镓基液态金属不仅可以随意变形,而且还能变色。在电场的调节下,镓基液态金属的表面可以呈现出类彩虹色,这是由于入射光发生了薄膜干涉。