MBIT实验室在异形液态金属液滴制备领域取得新进展
发布人:Bingxuan Wu  发布时间:2021-05-19   浏览次数:497

镓基液态金属具有低粘度、高表面张力、高生物相容性、高导热性和导电性等特点,在生物医学、柔性电子、能源和机器人等领域有着巨大的应用潜力。将液态金属分散成微纳米的液滴具有重要意义,这些液滴可以作为构成微型器件和先进功能材料的核心单元。近期,中国科学技术大学MBIT实验室司廷教授研究团队在液态金属液滴制备方面取得新进展。他们利用基于液态金属流体破碎过程中的自发变形现象和表面氧化现象,提出了利用连续相含氧量和黏度的协同作用来制备异形液态金属液滴的策略,并首次报道了具有显著拖尾特征的异形液态金属微液滴的生成,这些液滴在静电场作用下展示了独特的运动行为。相关研究成果以“Generation of Nonspherical Liquid Metal Microparticles with Tunable Shapes Exhibiting an Electrostatic-Responsive Performance”为题发表在近期学术期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

1.基于对称转子剪切的异形液态金属微液滴制备

研究人员利用对称转子构建了开放式的微流体通道,通过选取具有高溶氧量和黏度的连续相调控液态金属颈缩的过程,可以一步连续制备具有拖尾特征的液态金属单分散微液滴。

2.异形液态金属液滴的形貌设计

通过调节主要参数(转子转速和液态金属流量)可以对液滴形貌进行控制,得到单拖尾、双拖尾和棒状的液态金属微液滴。

3.异形液态金属液滴的静电操控

这些具有拖尾特征的液态金属微液滴在电场作用下可以实现指向性的线性运动、转动和液滴链组装,显示了在新型微马达和软电子领域中的潜在应用前景。

文章的第一作者分别是中国科学技术大学9系硕士生王时雨和特任副研究员朱志强。司廷教授为通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金和安徽省重大科技专项的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.1c01026