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:高速显微镜揭示液态金属微滴动态振荡:软机器人及自适应光子设备新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月14日 来源:Advanced Materials Technologies 6.2
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为解决镓基液态金属在软机器人应用中快速振荡动力学未被充分表征的问题,来自未知单位的研究人员开展了高速显微镜和光流体调制研究。他们利用智能手机平台实现7680 fps成像,揭示了EGaIn微滴在HCl中的不对称振荡(3 ms收缩/86 ms恢复),频率高达31 Hz,并演示其作为自主光学调制器的功能,为自适应光子设备和化学-机械能转换提供创新方案。
镓基液态金属的自发界面振荡为软机器人和自适应光子设备带来巨大前景,但其快速瞬态动力学因传统成像技术限制而未被充分表征。本研究通过高速显微镜,探索了部分浸入盐酸(HCl)溶液的共晶镓铟(EGaIn)微滴的自持不对称振荡。借助成本效益高的智能手机成像平台(速率达7680帧每秒),揭示了振荡周期的显著时间不对称性:表面氧化驱动的快速3毫秒收缩,随后在三相边界处酸介导的氧化物溶解主导的86毫秒恢复。该系统支持稳定高频振荡,可持续31赫兹超过30分钟,性能远超碱性环境报道。作为概念验证,一个Janus EGaIn-HCl液滴充当自主光学调制器,无需外部输入即可产生可调谐激光反射和干涉图案。振荡频率通过HCl浓度轻松调控,为环境调节的氧化还原驱动软物质动力学开辟了新途径。这些发现推动了智能自调节软设备在化学-机械能转换及自适应光子学的发展。
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