Berkenaan dengan logam cair terkemuka dunia, para ilmuwan Cina sekali lagi mencapai terobosan baru.
Baru-baru ini, tim Liu Jing, seorang peneliti yang bekerja ganda di Institut Teknis Fisika dan Kimia dari Akademi Ilmu Pengetahuan China dan seorang profesor di Departemen Teknik Biomedis, Sekolah Kedokteran Universitas Tsinghua, pertama kali mengusulkan konsep "logam cair ringan" dan mengembangkan bahan komposit logam cair dengan kepadatan lebih rendah dari air. Robot logam cair meletakkan fondasinya.
Dilaporkan bahwa makalah tim bernama Lightweight Liquid Metal Entity telah diterbitkan dalam jurnal "Advanced Functional Materials" pada 17 Februari 2020.
Material komposit logam cair dengan massa jenis lebih rendah dari air
"Logam cair" adalah logam cair amorf yang dapat mengalir, yang dapat dianggap sebagai campuran fluida ionik positif dan gas elektron bebas. Sebagai elemen dasar dari mesin cerdas yang dapat dideformasi, logam cair telah membuka jalan baru untuk desain dan pembuatan benda yang dapat dideformasi (terutama mesin cair). Seperti yang dikatakan Profesor Liu Jing:
Mesin yang fleksibel dan mesin yang dapat dideformasi adalah bidang yang sangat penting dalam ilmu material dan ilmu mesin, dan fleksibilitas adalah sifat unik dari logam cair.
Tetapi pada saat yang sama, salah satu kelemahan dari logam cair adalah kerapatannya yang lebih tinggi, yang berarti bahwa berat tambahan ditambahkan ke mesin dan kenyamanannya terganggu.
Untuk mengatasi masalah ini, tim Liu Jing mengusulkan "logam cair ringan" -bahan ultralight non konvensional GB-eGaln yang terdiri dari manik-manik kaca berongga (Gelembung Kaca) dan gallium indium eutektik (eGaIn).
Gambar a berikut ini adalah diagram skema struktur manik-manik kaca hollow, dan b adalah foto asli (kiri) dan foto mikroskop (kanan) gelembung kaca.
Selain itu, Lei Feng.com mengetahui bahwa eutektik adalah fenomena fisik, yang berarti bahwa cairan paduan dari komposisi tertentu mendingin, mengeras, dan mengkristal menjadi dua atau lebih kristal padat pada suhu reaksi eutektik yang lebih rendah daripada titik leleh logam komponen mana pun. campuran. Seperti namanya, galium-indium eutektik merupakan campuran dua logam, galium (Ga) dan indium (In), dengan massa jenis 6,25 g / cm³ (pada suhu 25 ° C).
[Perbandingan eGaIn dan GB-eGaln dengan berat yang sama (10 g)]
Massa jenis GB-eGaln lebih rendah dari 2.010 g / cm³, bahkan hingga 0.448 g / cm³, yang lebih ringan dari air (massa jenis 1 g / cm³) -ini disebabkan perbedaan afinitas air dan logam cair dengan permukaan kaca. Saat terjadi kontak dengan air, struktur internal GB-eGaln akan berubah menjadi glass beads-water (GB-water), yang menyebabkan perubahan densitas.
Gambar di bawah ini menunjukkan perubahan kepadatan GB-eGaIn (K1, Q25, Q46 adalah 3 manik-manik kaca berongga dengan persentase volume eGaIn yang berbeda ( = 0%, 6%, 12%, 18%, 24%, 30%, 36%) Kategori).
Pada Mei 2014, tim Liu Jing menerbitkan makalah berjudul Diverse Transformations of Liquid Metals Between Different Morphologies, yang mengungkapkan bahwa logam cair suhu kamar memiliki potensi. Kemampuan deformasi universal untuk mengkonversi antara berbagai bentuk dan mode olahraga.
Faktanya, setelah penyesuaian suhu, GB-eGaln juga dapat mempertahankan kesesuaian dan konduktivitas yang sangat baik, dan dapat beralih bebas antara kondisi lunak dan keras sepenuhnya. Dilaporkan bahwa GB-eGaln dapat dibentuk menjadi lembaran tipis atau dikonstruksi menjadi struktur tiga dimensi.Tidak ada kehilangan fungsi yang jelas setelah penggunaan berulang sebanyak 8 kali (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah).
Atas dasar ini, tim peneliti juga menggabungkan GB-eGaln dengan magnet untuk merancang komponen daya apung untuk menyediakan fungsi sakelar dan komponen beban. Tim peneliti mengatakan bahwa mereka diharapkan menggunakan GB-eGaln untuk membuat robot lunak dan perangkat bawah air yang cerdas dalam waktu dekat.
China memimpin dunia dalam logam cair
Faktanya, China memimpin dunia dalam logam cair, dan nama yang paling tidak terpisahkan untuk pencapaian ini adalah Liu Jing.
[Catatan Lei Feng Net: Sumber Gambar Ensiklopedia Baidu]
Lei Feng.com mengetahui bahwa Profesor Liu Jing adalah kelompok sebelumnya yang merupakan mahasiswa langsung Ph.D dari Universitas Tsinghua. Setelah lulus pada tahun 1992, ia mulai mengkhususkan diri pada perpindahan panas biologis.
Sebagai ahli transfer panas hayati yang dipilih untuk "Program Seratus Bakat" dari Akademi Ilmu Pengetahuan China dan Universitas Tsinghua, arah penelitiannya meliputi teknik biomedis suhu rendah, suhu ruangan dan teknik biomedis suhu tinggi, fluida mikro / nano dan teknologi termal, teknologi manajemen termal canggih, ultra Teknologi energi konvensional dan sebagainya. Pada bulan September 2014, Profesor Liu Jing memenangkan "Lifetime Achievement Award" William Berg Award dalam bidang akademis perpindahan panas, yang diberikan setiap 4 tahun pada Konferensi Perpindahan Panas Internasional yang diadakan di Kyoto, Jepang, dengan hanya satu pemenang setiap kali (Medali William Begell).
Pada tahun 2001, ide subversif Profesor Liu Jing "logam cair dapat mengalir pada suhu kamar, jadi mengapa tidak dapat dikaitkan dengan pendinginan chip?" Ini membantunya membuka "pintu ke dunia baru", dan terus menimbulkan sensasi di seluruh dunia. .
Perkiraan waktu tim Liu Jing melakukan terobosan dalam logam cair dalam beberapa tahun terakhir adalah sebagai berikut:
-
Pada tahun 2013, untuk pertama kalinya ditemukan bahwa kompleks logam cair dan air di bawah kendali medan listrik dapat beralih di antara berbagai bentuk dan mode gerak; untuk pertama kalinya, ditemukan bahwa logam cair dapat bergerak dengan kecepatan tinggi dan berubah bentuk secara independen setelah menelan sejumlah kecil aluminium. Perilaku Dengan membuat logam cair menjadi "tinta" cetak, ini adalah yang pertama mengembangkan teknologi menghasilkan sirkuit elektronik secara langsung di atas kertas;
-
Pada tahun 2015, mesin logam cair self-driving pertama di dunia dikembangkan, meletakkan dasar untuk pengembangan motor cerdas praktis, robot vaskular, sistem pemompaan cairan, aktuator fleksibel, dan bahkan robot logam cair;
-
Pada tahun 2016, melaporkan efek osilasi tereksitasi sendiri dari mesin gabungan logam cair padat-cair yang sangat unik, yang memverifikasi nilai potensinya dalam pemberian obat; mengembangkan kendaraan mikro yang digerakkan oleh "roda" yang fleksibel dan dapat diubah bentuk;
-
Pada tahun 2019, tato elektronik logam cair dikembangkan untuk memberikan solusi baru bagi perangkat medis dan perangkat yang dapat dikenakan yang dipersonalisasi; untuk pertama kalinya, prinsip umum "integrasi cair" (I-LIFE) untuk pengembangan robot fleksibel mutakhir di masa depan diusulkan secara sistematis Meletakkan dasar yang kokoh untuk pengembangan generasi baru robot fleksibel mutakhir yang dekat dengan fungsi hewan dan manusia; telah dilaporkan hidrogel agen embolisasi tumor komposit fungsional baru logam cair / kalsium alginat (LM / CA), yang dapat dibuat menjadi khusus Persiapan tumor fungsional.
Mengenai pencapaian yang telah diraih, Profesor Liu Jing berkata:
Jika hal-hal yang dibuat dapat menjadi untung untuk digunakan oleh dunia, meskipun hanya ada sebagian kecil, saya pikir itu adalah kepuasan dan pencapaian terbesar.
Bahan referensi:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201910709
https://baike.baidu.com/item/%E6%B6%B2%E6%80%81%E9%87%91%E5%B1%9E%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4 % BA% BA / 16986282
https://www.tsinghua.edu.cn/publish/thunews/9650/2014/20140919115032325928954/20140919115032325928954_.html
- "Pembongkaran rumah tangga" akan hilang sama sekali? Kesepakatan Baru Nasional ditujukan pada "tujuan baru" dan mereka akan menjadi penerima manfaat
- 500.000 paten penjualan ditolak, menciptakan "merek kecap" terkenal, dan sekarang semua saham dibekukan
- Dari 600 yuan hingga 300 juta hingga 40 miliar, orang terkaya "menghilang secara misterius" selama 4 bulan, tetapi mengantarkan "akhir"
- Suaminya melompat dari gedung, dia mewarisi 7 miliar "dalam bahaya", dan menghasilkan 32 miliar kembali 12 tahun kemudian, menjadi wanita terkaya di Shanghai
- Apakah akan membeli tempat parkir atau tidak tergantung pada lokasi rumah Anda, namun perlu diketahui bahwa kedua jenis tempat parkir ini "tak tersentuh"
- Bos "barel minyak keempat" itu bangkrut! Mimpinya: untuk membangun perusahaan energi global swasta di Cina
- Dia menikah dengan sopir mantan suaminya dan melakukan "bisnis besar" sebesar 14,6 miliar dengan Jack Ma. Sekarang dia memiliki kekayaan bersih 10 miliar.
- Bank juga bangkrut, dan negara menetapkan bahwa kompensasi penuh tidak boleh melebihi "jumlah ini", tetapi berhati-hatilah dalam tiga situasi ini
- Ayahnya terbunuh, dia buru-buru mewarisi pada usia 22, menjadi orang terkaya pada usia 27, menikah dengan 2 bintang wanita, dan kehilangan 12,5 miliar untuk menjadi seorang Lai
- Pria di belakang "Nyonya"! Mengandalkan "resep rahasia" untuk mendapatkan 49 miliar yuan, duduk di 2 perusahaan yang terdaftar