Группа исследователей из университета Северной Каролины разработали новый метод управления движением и формами образований (капель) из специального жидкого металла. А дальнейшая работа в этом направлении может привести к появлению работоспособных технологий, которые сейчас считаются чем-то из разряда научной фантастики, к примеру, объектов со свободно изменяемой формой, как небезызвестный робот Т-1000 из фильма "Терминатор".
В качестве жидкого металла ученые-химики использовали один из сплавов на основе галлия, точка плавления которого находится ниже комнатной температуры. Если этот жидкий металл поместить в воду и приложить в необходимых местах электрическое напряжение, то появляется возможность управления направлением движения металла и формой, которую принимают его капли.
Достаточно долго ученые изучали процессы и химические реакции, при помощи которых становится возможным такое управление поведением жидкого сплава галлия. Оказывается, что под воздействием электрического тока на поверхности капли металла формируется тончайшая окисная пленка, которая исчезает бесследно, когда снимается электрический потенциал. Наличие этой пленки изменяет значения и вектора сил поверхностного натяжения металла, что заставляет этот металл менять форму и даже двигаться в заданном направлении.
"На каплю любой жидкости действуют две фундаментальные силы, которые определяют ее форму и поведение. Это силы гравитации и силы поверхностного натяжения" - рассказывает доктор Майкл Дики (Dr. Michael Dickey), один из исследователей, - "К сожалению, мы еще не научились управлять гравитацией, но управление силами поверхностного натяжения может быть нам доступно при помощи различных способов. Меняя вектора и значения сил поверхностного натяжения, можно заставить капли жидкости, точнее жидкого металла в нашем случае, двигаться и изменять свою форму".
К сожалению, сплавы галлия могут эффективно работать только в воде или в среде некоторых других жидкостей. На воздухе образующаяся оксидная пленка получается столь толста и прочна, что она не исчезает до конца при снятии электрического напряжения. Кроме этого, технология управления формой сплавов галлия возможна лишь в очень маленьком масштабе, если взять каплю жидкого металла с достаточно большой массой, то воздействующие на нее силы гравитации становятся столь велики, что они подавляют влияние искусственно создаваемой неравномерности сил поверхностного натяжения.
Однако ученые не собираются останавливаться на достигнутом. В мире существует еще множество других сплавов и материалов, которые могут выступить в качестве заменителя жидкого сплава галлия. И среди этих материалов могут обнаружиться те материалы, которые сделают реальной реализацию технологий терминатора Т-1000.
Технологии управления формой жидких металлов в будущем могут найти очень широкое применение. Самым очевидным из них является создание "динамичных" электронных схем, которые могут самостоятельно изменяться, подстраиваясь для оптимального выполнения текущей задачи. Также жидкий металл может быть использован в зеркалах телескопов и камер, где при его помощи можно реализовать компенсацию атмосферных искажений, регулировку фокусного расстояния, и во многих других областях.
Первоисточник
Подпишись: