Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Montre yon Carousel twa glisad alafwa.Sèvi ak bouton Previous ak Next pou deplase nan twa glisad alafwa, oswa itilize bouton kurseur nan fen a pou w deplase nan twa glisad nan yon moman.
Isit la nou demontre pwopriyete yo mouye imbibisyon-induit, espontane ak selektif nan alyaj metal likid ki baze sou Galyòm sou sifas metalize ak karakteristik topografik mikwoskal.Alyaj metal likid ki baze sou Galyòm yo se materyèl etonan ak tansyon sifas menmen.Se poutèt sa, li difisil pou fòme yo nan fim mens.Ranpli mouye nan alyaj eutektik nan galyòm ak endyòm te reyalize sou sifas la kòb kwiv mete nan prezans vapè HCl, ki te retire oksid natirèl la nan alyaj metal likid la.Mouillage sa a nimerikman eksplike baze sou modèl Wenzel la ak pwosesis osmoz la, ki montre ke gwosè mikrostrikti enpòtan pou mouillaj efikas osmoz-induit nan metal likid.Anplis de sa, nou demontre ke mouye espontane nan metal likid yo ka oaza dirije ansanm rejyon mikrostrukture sou yon sifas metal yo kreye modèl.Pwosesis senp sa a menm kouvri ak fòm metal likid sou gwo zòn san fòs ekstèn oswa manyen konplèks.Nou te demontre ke substrats metal likid modèl kenbe koneksyon elektrik menm lè lonje ak apre sik repete nan etann.
Alyaj metal likid ki baze sou Galyòm (GaLM) te atire anpil atansyon akòz pwopriyete atire yo tankou pwen k ap fonn ki ba, segondè konduktiviti elektrik, viskozite ki ba ak koule, toksisite ki ba ak gwo deformabilité1,2.Galyòm pi gen yon pwen k ap fonn nan apeprè 30 °C, epi lè fizyone nan konpozisyon eutektik ak kèk metal tankou In ak Sn, pwen an k ap fonn se pi ba pase tanperati chanm.De enpòtan GaLM yo se galyòm endyòm eutektik alyaj (EGaIn, 75% Ga ak 25% nan pwa, pwen k ap fonn: 15.5 °C) ak galyòm endyòm etektik alyaj (GaInSn oswa galinstan, 68.5% Ga, 21.5% nan, ak 10). % fèblan, pwen k ap fonn: ~ 11 °C) 1.2.Akòz konduktiviti elektrik yo nan faz likid la, GaLM yo ap aktivman envestige kòm chemen elektwonik tansyon oswa deformable pou yon varyete aplikasyon, ki gen ladan elektwonik 3,4,5,6,7,8,9 detèktè tension oswa koube 10, 11, 12. , 13, 14 ak plon 15, 16, 17. Fabrikasyon aparèy sa yo pa depozisyon, enprime, ak modèl soti nan GaLM mande pou konesans ak kontwòl sou pwopriyete yo entèfas nan GaLM ak substra kache li yo.GaLM yo gen tansyon sifas ki wo (624 mNm-1 pou EGaIn18,19 ak 534 mNm-1 pou Galinstan20,21) ki ka fè yo difisil pou okipe oswa manipile.Fòmasyon yon kwout difisil nan oksid Galyòm natif natal sou sifas GaLM nan kondisyon anbyen bay yon koki ki estabilize GaLM nan yon fòm ki pa esferik.Pwopriyete sa a pèmèt GaLM yo dwe enprime, implanté nan microchannels, ak modele ak estabilite entèfas reyalize pa oksid19,22,23,24,25,26,27.Koki oksid difisil la pèmèt tou GaLM konfòme yo ak pifò sifas lis, men anpeche metal viskozite ki ba yo ap koule tankou dlo.Pwopagasyon GaLM sou pifò sifas yo mande fòs pou kraze koki oksid la28,29.
Kokiy oksid yo ka retire ak, pou egzanp, asid fò oswa baz.Nan absans oksid, GaLM fòme gout sou prèske tout sifas akòz gwo tansyon sifas yo, men gen eksepsyon: GaLM mouye substrats metal.Ga fòme lyezon metalik ak lòt metal atravè yon pwosesis ke yo rekonèt kòm "mouillage reyaktif"30,31,32.Sa a mouye reyaktif souvan egzamine nan absans la nan oksid sifas yo fasilite kontak metal-a-metal.Sepandan, menm ak oksid natif natal nan GaLM, yo te rapòte ke metal-a-metal kontak fòme lè oksid kraze nan kontak ak sifas metal lis29.Reyaktif mouillage rezilta nan ang kontak ki ba ak bon mouillage nan pifò substrats metal33,34,35.
Pou dat, anpil etid yo te pote soti sou itilizasyon pwopriyete favorab nan mouye reyaktif nan GaLM ak metal yo fòme yon modèl GaLM.Pou egzanp, GaLM te aplike nan tras metal solid modele pa smearing, woule, flite, oswa masking lonbraj34, 35, 36, 37, 38. Selektif mouye nan GaLM sou metal difisil pèmèt GaLM fòme modèl ki estab ak byen defini.Sepandan, tansyon an sifas ki wo nan GaLM anpeche fòmasyon nan fim trè inifòm mens menm sou substrat metal.Pou adrese pwoblèm sa a, Lacour et al.rapòte yon metòd pou pwodwi fim mens lis, plat GaLM sou gwo zòn nan evapore galyòm pi sou substrats mikwostriktir ki kouvri ak lò37,39.Metòd sa a mande pou depozisyon vakyòm, ki trè dousman.Anplis de sa, jeneralman yo pa pèmèt GaLM pou aparèy sa yo akòz posib frajilman40.Evaporasyon tou depoze materyèl la sou substra a, kidonk yon modèl oblije kreye modèl la.Nou ap chèche pou yon fason pou kreye fim ak modèl GaLM lis pa desine karakteristik metal topografik ki GaLM mouye espontaneman ak selektivman nan absans la nan oksid natirèl.Isit la nou rapòte mouillaj selektif espontane nan EGaIn san oksid (tipik GaLM) lè l sèvi avèk konpòtman an mouye inik sou substrats metal fotolitografik estriktire.Nou kreye estrikti sifas fotolitografikman defini nan nivo mikwo pou etidye imbibisyon, kidonk kontwole mouye metal likid san oksid.Pwopriyete amelyore mouye EGaIn sou sifas metal mikwostriktire yo eksplike pa analiz nimerik ki baze sou modèl Wenzel la ak pwosesis fekondasyon an.Finalman, nou demontre depozisyon gwo zòn ak modèl EGaIn atravè absòpsyon pwòp tèt ou, mouye espontane ak selektif sou sifas depo metal mikwostriktire.Elektwòd tensile ak mezi souch ki enkòpore estrikti EGaIn yo prezante kòm aplikasyon potansyèl yo.
Absòpsyon se transpò kapilè nan ki likid la anvayi sifas la teksti 41, ki fasilite gaye nan likid la.Nou te envestige konpòtman mouye EGaIn sou sifas metal ki mikwostriktire ki depoze nan vapè HCl (figi 1).Copper te chwazi kòm metal la pou sifas ki kache. Sou sifas plat kwiv, EGaIn te montre yon ang kontak ki ba nan <20 ° nan prezans vapè HCl, akòz mouye reyaktif31 (figi siplemantè 1). Sou sifas plat kwiv, EGaIn te montre yon ang kontak ki ba nan <20 ° nan prezans vapè HCl, akòz mouye reyaktif31 (figi siplemantè 1). На плоских медных поверхностях EGaIn показал низкий краевой угол <20 ° в присутстви паростви паростви парова-зких HCl вания31 (дополнительный рисунок 1). Sou sifas plat kwiv, EGaIn te montre yon ang kontak ki ba <20 ° nan prezans vapè HCl akòz mouye reyaktif31 (figi siplemantè 1).在平坦的铜表面上，由于反应润湿，EGaIn 在存在HCl 蒸气的情况下显示出显示出应润湿， 在存在HCl 蒸气的情况下显示出显示出示出应润湿， 在存在HCl图1）.在平坦的铜表面上，由于反应润湿，EGaIn在存在HCl На плоских медных поверхностях EGaIn демонстрирует низкие краевые углы <20 ° в присутстви краевые присутстви краевые присутстви На плоских мачивания (дополнительный рисунок 1). Sou sifas plat kwiv, EGaIn montre ang kontak ki ba <20 ° nan prezans vapè HCl akòz mouye reyaktif (figi siplemantè 1).Nou mezire ang kontak fèmen EGaIn sou kòb kwiv mete ak sou fim kòb kwiv mete depoze sou polydimethylsiloxane (PDMS).
a kolòn (D (dyamèt) = l (distans) = 25 µm, d (distans ant kolòn) = 50 µm, H (wotè) = 25 µm) ak piramidal (lajè = 25 µm, wotè = 18 µm) mikroestrikti sou Cu / PDMS substrats.b Chanjman ki depann de tan nan ang kontak la sou substra plat (san mikrostruktur) ak etalaj de poto ak piramid ki gen PDMS kouvwi.c, d Anrejistreman entèval nan (c) View bò ak (d) View anlè nan EGaIn mouye sou sifas la ak poto nan prezans vapè HCl.
Pou evalye efè topografi sou mouye, yo te prepare substra PDMS ak yon modèl kolòn ak piramid, ki te depoze kòb kwiv mete ak yon kouch adezif Titàn (Fig. 1a).Li te demontre ke sifas microstructured substrate PDMS a te konfòm kouvwi ak kwiv (Siplemantè Fig. 2).Nan Figi yo montre ang kontak EGaIn ki depann de tan an sou PDMS ki gen fòm ak plan an kwiv-sputtered (Cu/PDMS).1b.Ang kontak EGaIn sou modèl kwiv/PDMS desann a 0 ° nan ~ 1 min.Mouillage amelyore nan mikwostrikti EGaIn yo ka eksplwate pa ekwasyon Wenzel la\({{{{\rm{cos}}}}}}\,{\theta}_{{rough}}=r\,{{ {{{ \rm{ cos}}}}}}\,{\theta}_{0}\), kote \({\theta}_{{rough}}\) reprezante ang kontak sifas ki graj la, \ (r \) Rugosité sifas (= zòn aktyèl / zòn aparan) ak ang kontak sou plan an \({\theta}_{0}\).Rezilta yo nan mouye amelyore nan EGaIn sou sifas yo modele yo an bon akò ak modèl la Wenzel, depi valè yo r pou sifas yo tounen ak piramid model yo se 1.78 ak 1.73, respektivman.Sa vle di tou ke yon gout EGaIn ki sitiye sou yon sifas modele pral antre nan genyen siyon yo nan soulajman ki kache a.Li enpòtan sonje ke fim plat trè inifòm yo fòme nan ka sa a, kontrèman ak ka a ak EGaIn sou sifas ki pa estriktire (figi siplemantè 1).
Soti nan fig.1c,d (Fim Siplemantè 1) li ka wè ke apre 30 s, kòm ang kontak aparan an apwoche 0 °, EGaIn kòmanse difize pi lwen lwen kwen gout la, ki se ki te koze pa absòpsyon (Fim Siplemantè 2 ak Siplemantè. Fig. 3).Etid anvan yo nan sifas plat yo te asosye echèl la tan nan mouye reyaktif ak tranzisyon an soti nan mouillaj inèrsyèl nan gluan.Gwosè tèren an se youn nan faktè kle nan detèmine si oto-priming rive.Lè w konpare enèji sifas la anvan ak apre imbibisyon nan yon pwen de vi tèmodinamik, ang kontak kritik \({\theta}_{c}\) nan imbibisyon te sòti (gade diskisyon siplemantè pou plis detay).Rezilta \({\theta}_{c}\) defini kòm \({{{({\rm{cos))))))\,{\theta}_{c}=(1-{\ phi } _{S})/(r-{\phi}_{S})\) kote \({\phi}_{s}\) reprezante zòn fraksyon nan tèt poto a ak \(r\ ) reprezante brutality sifas yo. Imbibisyon ka rive lè \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), sa vle di, ang kontak la sou yon sifas ki plat. Imbibisyon ka rive lè \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), sa vle di, ang kontak la sou yon sifas ki plat. Впитывание может происходить, когда \ ({\ theta } _ {c} \) > \ ({\ theta } _ {0} \), т.е.контактный угол на плоской поверхности. Absòpsyon ka rive lè \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), sa vle di ang kontak la sou yon sifas ki plat.当\({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\)，即平面上的接触角时，会发生吸吸。当\({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\)，即平面上的接触角时，会发生吸吸。 Всасывание происходит, когда \ ({\ theta} _ {c} \) > \ ({\ theta} _ {0} \), контактный угол на плоскости. Aspirasyon fèt lè \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), ang kontak sou avyon an.Pou sifas pòs-modèl, \(r\) ak \({\phi}_{s}\) yo kalkile kòm \(1+\{(2\pi {RH})/{d}^{2} \ } \ ) ak \(\pi {R}^{2}/{d}^{2}\), kote \(R\) reprezante reyon kolòn, \(H\) reprezante wotè kolòn, ak \ ( d\) se distans ki genyen ant sant de poto (figi 1a).Pou sifas pòs-estriktire nan fig.1a, ang \({\theta}_{c}\) se 60°, ki pi gwo pase plan \({\theta}_{0}\) (~25°) nan vapè HCl EGaIn san oksid. sou Cu/PDMS.Se poutèt sa, ti gout EGaIn ka fasilman anvayi sifas depo kòb kwiv mete estriktire nan Figi 1a akòz absòpsyon.
Pou mennen ankèt sou efè gwosè topografik modèl la sou mouye ak absòpsyon EGaIn, nou te varye gwosè poto yo kouvwi.Sou fig.2 montre ang kontak yo ak absòpsyon EGaIn sou substrats sa yo.Distans l ant kolòn yo egal a dyamèt kolòn D yo epi li varye ant 25 ak 200 μm.Wotè 25 µm konstan pou tout kolòn yo.\({\theta}_{c}\) diminye ak ogmante gwosè kolòn (Tablo 1), ki vle di ke absòpsyon gen mwens chans sou substrats ki gen pi gwo kolòn.Pou tout gwosè yo teste, \({\theta}_{c}\) pi gran pase \({\theta}_{0}\) epi yo espere mèch.Sepandan, absòpsyon raman obsève pou sifas pòs-modèl ak l ak D 200 µm (Fig. 2e).
yon ang kontak EGaIn ki depann de tan sou yon sifas Cu/PDMS ak kolòn diferan gwosè apre ekspoze a vapè HCl.b–e Opinyon anlè ak bò nan mouye EGaIn.b D = l = 25 µm, r = 1.78.nan D = l = 50 μm, r = 1.39.dD = l = 100 µm, r = 1.20.eD = l = 200 µm, r = 1.10.Tout poto yo gen yon wotè 25 µm.Imaj sa yo te pran omwen 15 minit apre ekspoze a vapè HCl.Ti gout yo sou EGaIn yo se dlo ki soti nan reyaksyon ant oksid galyòm ak vapè HCl.Tout ba echèl nan (b – e) se 2 mm.
Yon lòt kritè pou detèmine chans pou absòpsyon likid se fikse likid la sou sifas la apre modèl la te aplike.Kurbin et al.Yo te rapòte ke lè (1) pòs yo wo ase, ti gout pral absòbe nan sifas la modele;(2) distans ki genyen ant kolòn yo pito piti;ak (3) ang kontak likid la sou sifas la ase piti42.Nimerikman \({\theta}_{0}\) nan likid la sou yon avyon ki gen menm materyèl substrate la dwe mwens pase ang kontak kritik pou pinning, \({\theta}_{c,{pin)) } \ ), pou absòpsyon san pinning ant pòs, kote \({\theta}_{c,{pin}}={{{{{\rm{arctan}}}}}}(H/\big \{ ( \ sqrt {2}-1)l\big\})\) (gade diskisyon anplis pou plis detay).Valè \({\theta}_{c,{pin}}\) depann de gwosè zepeng la (Tablo 1).Detèmine paramèt san dimansyon L = l/H pou jije si absòpsyon an rive.Pou absòpsyon, L dwe mwens pase estanda papòt la, \({L}_{c}\) = 1/\(\big\{\big(\sqrt{2}-1\big){{\tan} } { \ theta}_{{0}}\large\}\).Pou EGaIn \(({\theta}_{0}={25}^{\circ})\) sou yon substrate kwiv \({L}_{c}\) se 5.2.Depi kolòn L nan 200 μm se 8, ki pi gran pase valè \({L}_{c}\), absòpsyon EGaIn pa rive.Pou plis teste efè a nan jeyometri, nou obsève pwòp tèt ou-priming nan divès kalite H ak l (Siplemantè Figi 5 ak Siplemantè Tablo 1).Rezilta yo dakò byen ak kalkil nou yo.Kidonk, L vire soti nan yon prediktè efikas nan absòpsyon;metal likid sispann absòbe akòz pinning lè distans ki genyen ant poto yo se relativman gwo konpare ak wotè nan poto yo.
Mouillabilite ka detèmine ki baze sou konpozisyon sifas substra a.Nou te envestige efè konpozisyon sifas sou pipi ak absòpsyon EGaIn pa ko-depoze Si ak Cu sou poto ak avyon (figi siplemantè 6).Ang kontak EGaIn la diminye soti nan ~ 160 ° a ~ 80 ° kòm sifas binè Si / Cu a ogmante soti nan 0 a 75% nan yon kontni kwiv plat.Pou yon sifas 75% Cu/25% Si, \({\theta}_{0}\) se ~80°, ki koresponn ak \({L}_{c}\) egal a 0.43 dapre definisyon ki anwo a. .Paske kolòn yo l = H = 25 μm ak L egal a 1 pi gran pase papòt la \({L}_{c}\), sifas la 75% Cu/25% Si apre modèl pa absòbe akòz imobilizasyon.Depi ang kontak EGaIn ogmante ak adisyon Si, pi wo H oswa pi ba l oblije simonte pinning ak fekondasyon.Se poutèt sa, depi ang kontak la (sa vle di \({\theta}_{0}\)) depann sou konpozisyon chimik sifas la, li ka detèmine tou si imbibisyon rive nan mikrostruktur la.
EGaIn absòpsyon sou modèl kwiv / PDMS ka mouye metal likid la nan modèl itil.Yo nan lòd yo evalye kantite minimòm liy kolòn ki lakòz imbibisyon, pwopriyete yo mouye nan EGaIn yo te obsève sou Cu / PDMS ak liy pòs-modèl ki gen nimewo liy kolòn diferan soti nan 1 a 101 (figi 3).Mouillage sitou fèt nan rejyon pòs-modèl.EGaIn mèch la te obsève seryezman ak longè mèch la ogmante ak kantite ranje nan kolòn.Absòbsyon prèske pa janm rive lè gen pòs ki gen de oswa mwens liy.Sa a ka akòz ogmante presyon kapilè.Pou absòpsyon rive nan yon modèl kolòn, yo dwe simonte presyon kapilè ki te koze pa koub tèt EGaIn (figi siplemantè 7).Si nou sipoze yon reyon koube 12.5 µm pou yon sèl ranje tèt EGaIn ak yon modèl kolòn, presyon kapilè a se ~0.98 atm (~740 Torr).Sa a gwo presyon Laplace ka anpeche mouye ki te koze pa absòpsyon nan EGaIn.Epitou, mwens ranje kolòn ka diminye fòs absòpsyon ki se akòz aksyon kapilè ant EGaIn ak kolòn yo.
a Gout EGaIn sou Cu/PDMS estriktire ak modèl diferan lajè (w) nan lè a (anvan ekspoze a vapè HCl).Ranje etajè yo kòmanse nan tèt la: 101 (w = 5025 µm), 51 (w = 2525 µm), 21 (w = 1025 µm), ak 11 (w = 525 µm).b Mouillage direksyon EGaIn sou (a) apre ekspoze a vapè HCl pou 10 min.c, d Mouillage EGaIn sou Cu/PDMS ak estrikti kolòn (c) de ranje (w = 75 µm) ak (d) yon ranje (w = 25 µm).Imaj sa yo te pran 10 minit apre ekspoze a vapè HCl.Ba echèl sou (a, b) ak (c, d) se 5 mm ak 200 µm, respektivman.Flèch yo nan (c) endike koub nan tèt EGaIn akòz absòpsyon.
Absòpsyon nan EGaIn nan post-model Cu / PDMS pèmèt EGaIn yo dwe fòme pa mouye selektif (figi 4).Lè yo mete yon gout EGaIn sou yon zòn ki gen fòm epi ekspoze a vapè HCl, gout EGaIn tonbe an premye, li fòme yon ti ang kontak pandan asid la retire echèl la.Imedyatman, absòpsyon kòmanse soti nan kwen gout la.Modèl gwo zòn ka reyalize nan santimèt-echèl EGaIn (figi 4a, c).Depi absòpsyon fèt sèlman sou sifas topografik la, EGaIn sèlman mouye zòn nan modèl epi prèske sispann mouye lè li rive nan yon sifas ki plat.Kontinwe, yo obsève limit byen file nan modèl EGaIn yo (figi 4d, e).Sou fig.4b montre kouman EGaIn anvayi rejyon san estrikti a, espesyalman alantou plas kote ti gout EGaIn la te plase orijinal la.Sa a se paske dyamèt ki pi piti a nan ti gout EGaIn yo itilize nan etid sa a depase lajè lèt ki gen fòm yo.Gout EGaIn yo te mete sou sit modèl la pa piki manyèl atravè yon zegwi 27-G ak sereng, sa ki lakòz gout ki gen yon gwosè minimòm de 1 mm.Pwoblèm sa a ka rezoud lè w itilize pi piti ti gout EGaIn.An jeneral, Figi 4 demontre ke mouillage espontane nan EGaIn ka pwovoke ak dirije nan sifas mikwostriktir.Konpare ak travay anvan yo, pwosesis mouye sa a relativman vit epi pa gen okenn fòs ekstèn obligatwa pou reyalize pipi konplè (Tablo siplemantè 2).
anblèm inivèsite a, lèt b, c nan fòm yon zèklè.Rejyon absòbe a kouvri ak yon etalaj kolòn ki gen D = l = 25 µm.d, imaj elaji nan zo kòt nan e (c).Ba echèl sou (a–c) ak (d, e) se 5 mm ak 500 µm, respektivman.Sou (c–e), ti gout sou sifas la apre adsorption vire nan dlo kòm yon rezilta nan reyaksyon ki genyen ant oksid galyòm ak vapè HCl.Pa gen okenn efè enpòtan nan fòmasyon dlo sou mouye yo te obsève.Dlo fasil retire atravè yon pwosesis siye senp.
Akòz nati likid EGaIn, EGaIn kouvwi Cu/PDMS (EGaIn/Cu/PDMS) ka itilize pou elektwòd fleksib ak stretchable.Figi 5a konpare chanjman rezistans orijinal Cu/PDMS ak EGaIn/Cu/PDMS anba chay diferan.Rezistans Cu / PDMS monte sevè nan tansyon, pandan y ap rezistans nan EGaIn / Cu / PDMS rete ba nan tansyon.Sou fig.5b ak d montre imaj SEM ak done korespondan EMF nan anvan tout koreksyon Cu / PDMS ak EGaIn / Cu / PDMS anvan ak apre aplikasyon vòltaj.Pou Cu / PDMS entak, deformation ka lakòz fant nan fim Cu difisil depoze sou PDMS akòz dezakò elastisite.Kontrèman, pou EGaIn / Cu / PDMS, EGaIn toujou byen kouvri substrate Cu / PDMS la epi kenbe kontinwite elektrik san okenn fant oswa deformation enpòtan menm apre yo fin aplike souch.Done EDS yo konfime ke Galyòm ak Endyòm ki soti nan EGaIn yo te distribye respire sou substra Cu/PDMS la.Se enpòtan pou remake ke epesè fim nan EGaIn se menm bagay la ak konparab ak wotè nan poto yo. Sa a se konfime tou pa plis analiz topografik, kote diferans relatif ant epesè fim EGaIn ak wotè pòs la se <10% (figi siplemantè 8 ak tablo 3). Sa a se konfime tou pa plis analiz topografik, kote diferans relatif ant epesè fim EGaIn ak wotè pòs la se <10% (figi siplemantè 8 ak tablo 3). Это также подтверждается дальнейшим топографическим анализом, где относительная разная разнейшим топографическим анализом EGaIn и высотой столба составляет <10% (дополнительный рис. 8 и таблица 3). Sa a se konfime tou pa plis analiz topografik, kote diferans relatif ant epesè fim EGaIn ak wotè kolòn se <10% (figi siplemantè 8 ak tablo 3).进一步的形貌分析也证实了这一点，其中EGaIn 薄膜厚度与柱子高度之间度之间度之间皹%10 8 和表3）。 <10% Это также было подтверждено дальнейшим топографическим анализом, где относительная ральная ральнеским енки EGaIn и высотой столба составляла <10% (дополнительный рис. 8 и таблица 3). Sa a te konfime tou pa plis analiz topografik, kote diferans relatif ant epesè fim EGaIn ak wotè kolòn te <10% (figi siplemantè 8 ak tablo 3).Sa a mouye ki baze sou imbibisyon pèmèt epesè nan kouch EGaIn yo dwe byen kontwole epi kenbe ki estab sou gwo zòn, ki se otreman defi akòz nati likid li yo.Figi 5c ak e konpare konduktiviti ak rezistans nan deformation orijinal Cu/PDMS ak EGaIn/Cu/PDMS.Nan Demo a, dirije a limen lè konekte ak elektwòd Cu / PDMS oswa EGaIn / Cu / PDMS ki pa manyen.Lè entak Cu/PDMS lonje, dirije a etenn.Sepandan, elektwòd EGaIn / Cu / PDMS yo rete elektrik konekte menm anba chaj, ak limyè ki ap dirije a sèlman dimming yon ti kras akòz rezistans nan elektwòd ogmante.
yon Chanjman rezistans nòmalize ak ogmante chaj sou Cu / PDMS ak EGaIn / Cu / PDMS.b, d SEM imaj ak enèji dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analiz anvan (anwo) ak apre (anba) polydiplexes chaje nan (b) Cu / PDMS ak (d) EGaIn / Cu / methylsiloxane.c, e poul tache ak (c) Cu/PDMS ak (e) EGaIn/Cu/PDMS anvan (anwo) ak apre (anba) etann (~ 30% estrès).Ba echèl la nan (b) ak (d) se 50 µm.
Sou fig.6a montre rezistans nan EGaIn / Cu / PDMS kòm yon fonksyon souch soti nan 0% a 70%.Ogmantasyon ak rekiperasyon rezistans se pwopòsyonèl ak deformation, ki an bon akò ak lwa Pouillet pou materyèl enkonpresib (R/R0 = (1 + ε)2), kote R se rezistans, R0 se rezistans inisyal, ε se souch 43. Lòt etid yo montre ke lè yo lonje, patikil solid nan yon mwayen likid ka reranje tèt yo epi yo vin pi respire distribye ak pi bon jwenti, kidonk diminye ogmantasyon nan trennen 43, 44 . Nan travay sa a, sepandan, kondiktè a se> 99% metal likid pa volim depi fim Cu yo se sèlman 100 nm epè. Nan travay sa a, sepandan, kondiktè a se> 99% metal likid pa volim depi fim Cu yo se sèlman 100 nm epè. Однако в этой работе проводник состоит из >99% жидкого металла по объему, так как птленю 1 Cu нм. Sepandan, nan travay sa a, kondiktè a konsiste de> 99% metal likid pa volim, depi fim Cu yo se sèlman 100 nm epè.然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 nm 厚，因此导体是>99% 的液态（液态（有有有然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 nm 厚，因此导体是>99%Sepandan, nan travay sa a, depi fim Cu a se sèlman 100 nm epè, kondiktè a konsiste de plis pase 99% metal likid (pa volim).Se poutèt sa, nou pa atann Cu fè yon kontribisyon enpòtan nan pwopriyete yo elektwomekanik nan kondiktè.
yon chanjman nòmalize nan rezistans EGaIn / Cu / PDMS kont souch nan seri a 0-70%.Estrès maksimòm ki te rive anvan echèk PDMS a te 70% (figi siplemantè 9).Pwen wouj yo se valè teyorik lalwa Puet a prevwa.b EGaIn/Cu/PDMS konduktiviti estabilite tès pandan repete sik detire-detire.Yo te itilize yon souch 30% nan tès siklik la.Ba echèl la sou inset la se 0.5 cm.L se longè inisyal EGaIn/Cu/PDMS anvan etann.
Faktè mezi a (GF) eksprime sansiblite nan Capteur a epi li defini kòm rapò a nan chanjman nan rezistans nan chanjman nan souch45.GF ogmante de 1.7 nan 10% souch a 2.6 nan 70% souch akòz chanjman nan jeyometrik nan metal la.Konpare ak lòt mezi souch, valè GF EGaIn/Cu/PDMS modere.Kòm yon Capteur, byenke GF li yo ka pa patikilyèman wo, EGaIn / Cu / PDMS montre chanjman rezistans gaya an repons a yon chaj ki ba siyal ak rapò bri.Pou evalye estabilite konduktiviti EGaIn / Cu / PDMS, yo te kontwole rezistans elektrik la pandan sik repete detire-detire nan 30% souch.Jan yo montre nan fig.6b, apre 4000 sik etann, valè rezistans a rete nan 10%, ki ka akòz fòmasyon kontinyèl nan echèl pandan sik repete etann46.Kidonk, yo te konfime estabilite elektrik alontèm EGaIn/Cu/PDMS kòm yon elektwòd extensible ak fyab nan siyal la kòm yon kalib souch.
Nan atik sa a, nou diskite sou amelyore pwopriyete yo mouye nan GaLM sou sifas metal microstructured ki te koze pa enfiltrasyon.Espontane konplè mouye EGaIn te reyalize sou sifas metal kolòn ak piramid nan prezans vapè HCl.Sa a ka eksplike nimerik ki baze sou modèl la Wenzel ak pwosesis la mèch, ki montre gwosè a nan pòs-mikwostrikti ki nesesè pou mouye wicking-induit.Mouye espontane ak selektif nan EGaIn, gide pa yon sifas metal mikwostriktire, fè li posib pou aplike kouch inifòm sou gwo zòn ak fòme modèl metal likid.EGaIn-kouvwi Cu/PDMS substrats kenbe koneksyon elektrik menm lè lonje ak apre sik repete etann, jan sa konfime pa SEM, EDS, ak mezi rezistans elektrik.Anplis de sa, rezistans elektrik la nan Cu / PDMS kouvwi ak EGaIn chanje revèsib ak fyab nan pwopòsyon souch la aplike, ki endike aplikasyon potansyèl li kòm yon Capteur souch.Avantaj posib yo bay nan prensip la mouye metal likid ki te koze pa imbibisyon se jan sa a: (1) Ka gaLM kouch ak modèl yo reyalize san fòs ekstèn;(2) GaLM mouye sou sifas mikwostrikti kwiv la se tèmodinamik.fim nan GaLM ki kapab lakòz se ki estab menm anba deformation;(3) chanje wotè kolòn an kwiv-kouvwi ka fòme yon fim GaLM ak epesè kontwole.Anplis de sa, apwòch sa a diminye kantite GaLM ki nesesè pou fòme fim nan, kòm poto yo okipe yon pati nan fim nan.Pou egzanp, lè yo prezante yon etalaj poto ki gen yon dyamèt 200 μm (ak yon distans ant poto yo 25 μm), volim GaLM ki nesesè pou fòmasyon fim (~ 9 μm3 / μm2) konparab ak volim fim san yo pa. poto yo.(25 µm3/µm2).Sepandan, nan ka sa a, li dwe pran an kont ke rezistans nan teyorik, estime dapre lwa Puet a, tou ogmante nèf fwa.An jeneral, pwopriyete yo mouye inik nan metal likid diskite nan atik sa a ofri yon fason efikas depoze metal likid sou yon varyete de substrats pou elektwonik stretchable ak lòt aplikasyon émergentes.
Substra PDMS yo te prepare lè yo melanje Sylgard 184 matris (Dow Corning, USA) ak rèd nan rapò 10:1 ak 15:1 pou tès tensile, ki te swiv pa geri nan yon fou nan 60 ° C.Kwiv oswa Silisyòm te depoze sou silisyòm wafers (Silicon Wafer, Namkang High Technology Co., Ltd., Repiblik Kore di) ak substrats PDMS ak yon kouch adezif 10 nm epè Titàn lè l sèvi avèk yon sistèm sputtering koutim.Estrikti kolòn ak piramid yo depoze sou yon substra PDMS lè l sèvi avèk yon pwosesis fotolitografi silisyòm wafer.Lajè ak wotè modèl piramid la se 25 ak 18 µm, respektivman.Wotè modèl ba a te fikse nan 25 µm, 10 µm, ak 1 µm, ak dyamèt li yo ak anplasman varye ant 25 ak 200 µm.
Ang kontak EGaIn (gallium 75.5%/indyòm 24.5%, > 99.99%, Sigma Aldrich, Repiblik Kore di) te mezire lè l sèvi avèk yon analizeur gout-fòm (DSA100S, KRUSS, Almay). Ang kontak EGaIn (gallium 75.5%/indyòm 24.5%, > 99.99%, Sigma Aldrich, Repiblik Kore di) te mezire lè l sèvi avèk yon analizeur gout-fòm (DSA100S, KRUSS, Almay). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5 %/индий 24,5 %, > 99,99 %, Sigma Aldrich, Республика Корея) измеряли с померяли с поюманощ поюмощ тора (DSA100S, KRUSS, Германия). Ang kwen EGaIn (gallium 75.5%/indyòm 24.5%, > 99.99%, Sigma Aldrich, Repiblik Kore di) te mezire lè l sèvi avèk yon analizeur gout (DSA100S, KRUSS, Almay). EGaIn（镓75.5%/铟24.5%，>99.99%，Sigma Aldrich，大韩民国）的接触角使用滴形分析仴形分析仪（分析仪（分析仪（DSA100，大韩民国）量。 EGaIn (gallium75.5%/indium24.5%, > 99.99%, Sigma Aldrich, 大韩民国) te mezire lè l sèvi avèk yon analizeur kontak (DSA100S, KRUSS, Almay). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5%/индий 24,5%, > 99,99%, Sigma Aldrich, Республика Корея) измеряли с поли поюмоф апли (DSA100S, KRUSS, Германия). Ang kwen EGaIn (gallium 75.5%/indyòm 24.5%, > 99.99%, Sigma Aldrich, Repiblik Kore di) te mezire lè l sèvi avèk yon analizeur bouchon fòm (DSA100S, KRUSS, Almay).Mete substra a nan yon chanm vè 5 cm × 5 cm × 5 cm epi mete yon gout 4-5 μl EGaIn sou substra a lè l sèvi avèk yon sereng 0.5 mm dyamèt.Pou kreye yon mwayen vapè HCl, yo te mete 20 μL solisyon HCl (37% wt, Samchun Chemicals, Repiblik Kore di) akote substra a, ki te evapore ase pou ranpli chanm lan nan 10 s.
Sifas la te imajine lè l sèvi avèk SEM (Tescan Vega 3, Tescan Kore di, Repiblik Kore di).EDS (Tescan Vega 3, Tescan Kore di, Repiblik Kore di) te itilize pou etidye analiz elemantè kalitatif ak distribisyon.Topografi sifas EGaIn/Cu/PDMS te analize lè l sèvi avèk yon profilomèt optik (The Profilm3D, Filmetrics, USA).
Pou envestige chanjman nan konduktiviti elektrik pandan sik etann yo, echantiyon yo avèk ak san EGaIn yo te sere sou ekipman etann (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Repiblik Kore di) epi yo te elektrik konekte ak yon mèt sous Keithley 2400. Pou envestige chanjman nan konduktiviti elektrik pandan sik etann yo, echantiyon yo avèk ak san EGaIn yo te sere sou ekipman etann (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Repiblik Kore di) epi yo te elektrik konekte ak yon mèt sous Keithley 2400. Для иссenmen ла растжения (Bending & Starnable Machine System, snm, респлика корея) и электричесdikasyon Pou etidye chanjman nan konduktiviti elektrik pandan sik etann, echantiyon ak ak san EGaIn yo te monte sou yon ekipman etann (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Repiblik Kore di) ak elektrik konekte ak yon mèt sous Keithley 2400.Pou etidye chanjman nan konduktiviti elektrik pandan sik etann, echantiyon ak ak san EGaIn yo te monte sou yon aparèy etann (Bending and Stretching Machine Systems, SnM, Repiblik Kore di) ak elektrik konekte ak yon Keithley 2400 SourceMeter.Mezire chanjman nan rezistans nan seri a soti nan 0% a 70% nan souch echantiyon.Pou tès estabilite a, yo te mezire chanjman nan rezistans sou 4000 30% sik souch.
Pou plis enfòmasyon sou konsepsyon etid, gade abstrè etid Nature ki lye nan atik sa a.
Done ki sipòte rezilta etid sa a yo prezante nan Enfòmasyon Siplemantè ak Fichye Done kri yo.Atik sa a bay done orijinal yo.
Daeneke, T. et al.Likid metal: baz chimik ak aplikasyon.Chimik.sosyete a.47, 4073–4111 (2018).
Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD Atribi, fabrikasyon, ak aplikasyon pou patikil metal likid ki baze sou Galyòm. Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD Atribi, fabrikasyon, ak aplikasyon pou patikil metal likid ki baze sou Galyòm.Lin, Y., Genzer, J. ak Dickey, MD Pwopriyete, fabrikasyon ak aplikasyon nan patikil metal likid ki baze sou Galyòm. Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD 镓基液态金属颗粒的属性、制造和应用。 Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MDLin, Y., Genzer, J. ak Dickey, MD Pwopriyete, fabrikasyon ak aplikasyon nan patikil metal likid ki baze sou Galyòm.Syans avanse.7, 2000–192 (2020).
Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Towards all-soft matter circuits: prototips of quasi-likid devices with memristor features. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Vers tout sikui matyè mou: pwototip aparèy kazi-likid ak karakteristik memristor.Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD, ak Velev, OD Pou sikui ki konpoze antyèman ak matyè mou: Pwototip aparèy quasi-likid ak karakteristik memristor. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD 走向全软物质电路：具有忆阻器特性的准液体设备原型。 Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, ODKoo, HJ, So, JH, Dickey, MD, ak Velev, OD Towards Circuits All Soft Matter: Prototypes of Quasi-Fluid Devices with Memristor Properties.Advanced alma mater.23, 3559–3564 (2011).
Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK Likid metal switch pou elektwonik ki reponn ak anviwònman an. Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK Likid metal switch pou elektwonik ki reponn ak anviwònman an.Bilodo RA, Zemlyanov D.Yu., Kramer RK Likid metal switch pou elektwonik zanmitay anviwònman an. Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK 用于环境响应电子产品的液态金属开关。 Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RKBilodo RA, Zemlyanov D.Yu., Kramer RK Likid metal switch pou elektwonik zanmitay anviwònman an.Advanced alma mater.Entèfas 4, 1600913 (2017).
Se konsa, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ionic redresman aktyèl nan dyod mou-matyè ak elektwòd likid-metal. Se konsa, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ionic redresman aktyèl nan dyod mou-matyè ak elektwòd likid-metal. Так, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD. Kidonk, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ionik redresman aktyèl nan dyod materyèl mou ak elektwòd metal likid. Se konsa, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD 带液态金属电极的软物质二极管中的离子电流整流。 Se konsa, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Md & velev, od ы. Kidonk, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ionik redresman aktyèl nan dyod materyèl mou ak elektwòd metal likid.Kapasite pwolonje.alma matyè.22, 625–631 (2012).
Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication pou aparèy elektwonik tout mou ak gwo dansite ki baze sou metal likid. Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication pou aparèy elektwonik tout mou ak gwo dansite ki baze sou metal likid.Kim, M.-G., Brown, DK ak Brand, O. Nanofabrication pou tout-mou ak segondè-dansite likid metal ki baze sou aparèy elektwonik.Kim, M.-G., Brown, DK, ak Brand, O. Nanofabrication nan gwo dansite, tout-mou elektwonik ki baze sou metal likid.Komin nasyonal.11, 1–11 (2020).
Guo, R. et al.Cu-EGaIn se yon koki elèktron extensible pou elektwonik entèaktif ak lokalizasyon CT.alma matyè.Nivo.7. 1845–1853 (2020).
Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Elektwonik Hydroprinted: ultrathin stretchable Ag–In–Ga E-po pou bioelectronics ak entèraksyon moun-machin. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Elektwonik Hydroprinted: ultrathin stretchable Ag–In–Ga E-po pou bioelectronics ak entèraksyon moun-machin.Lopez, PA, Paysana, H., De Almeida, AT, Majidi, K., ak Tawakoli, M. Hydroprinting Elektwonik: Ag-In-Ga Ultrathin Stretchable Elektwonik Po pou Bioelectronics ak Entèraksyon Moun-Machin. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Elektwonik Hydroprinted: ultrathin stretchable Ag-In-Ga E-po pou bioelectronics ak entèraksyon moun-machin. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Elektwonik Hydroprinted: ultrathin stretchable Ag-In-Ga E-po pou bioelectronics ak entèraksyon moun-machin.Lopez, PA, Paysana, H., De Almeida, AT, Majidi, K., ak Tawakoli, M. Hydroprinting Elektwonik: Ag-In-Ga Ultrathin Stretchable Elektwonik Po pou Bioelectronics ak Entèraksyon Moun-Machin.ACS
Yang, Y. et al.Ultra-tensile ak Enjenieri triboelektrik nanogenerators ki baze sou metal likid pou elektwonik portable.SAU Nano 12, 2027–2034 (2018).
Gao, K. et al.Devlopman estrikti microchannel pou detèktè overstretch ki baze sou metal likid nan tanperati chanm.syans la.Rapò 9, 1–8 (2019).
Chen, G. et al.EGaIn fib konpoze superelastic ka kenbe tèt ak 500% tansyon tansyon epi yo gen ekselan konduktiviti elektrik pou elektwonik portable.ACS la vle di Alma Mater.Entèfas 12, 6112–6118 (2020).
Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. Fil elektrik dirèk nan eutektik Galyòm-indyòm nan yon elektwòd metal pou sistèm detèktè mou. Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. Fil elektrik dirèk nan eutektik Galyòm-indyòm nan yon elektwòd metal pou sistèm detèktè mou.Kim, S., Oh, J., Jeon, D. ak Bae, J. Lyezon dirèk nan eutektik galyòm-indyòm nan elektwòd metal pou sistèm deteksyon mou. Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. 将共晶镓-铟直接连接到软传感器系统的金属电极。 Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. 就共晶galyòm-indyòm metal electrode dirèkteman tache ak sistèm detèktè mou.Kim, S., Oh, J., Jeon, D. ak Bae, J. Lyezon dirèk nan eutektik galyòm-indyòm nan elektwòd metal pou sistèm detèktè mou.ACS la vle di Alma Mater.Entèfas 11, 20557–20565 (2019).
Yun, G. et al.Likid metal-plen elastomères magnetorheological ak piezoelectricity pozitif.Komin nasyonal.10, 1–9 (2019).
Kim, KK Trè sansib ak extensible mezi souch miltidimansyonèl ak griy percolation nan prestress nanofil metal anizotropik.Nanolet.15, 5240–5247 (2015).
Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. Inivèsèl otonòm elastomèr pwòp tèt ou-geri ak stretchability segondè. Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. Inivèsèl otonòm elastomèr pwòp tèt ou-geri ak stretchability segondè.Guo, H., Han, Yu., Zhao, W., Yang, J., ak Zhang, L. Versatile elastomèr pwòp tèt ou-geri ak elastisite segondè. Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. 具有高拉伸性的通用自主自愈弹性体。 Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L.Guo H., Han Yu, Zhao W., Yang J. ak Zhang L. Versatile offline pwòp tèt ou-geri elastomèr segondè tansyon.Komin nasyonal.11, 1–9 (2020).
Zhu X. et al.Ultradrawn fib kondiktif metalik lè l sèvi avèk nwayo alyaj metal likid.Kapasite pwolonje.alma matyè.23, 2308–2314 (2013).
Khan, J. et al.Etid sou elektwochimik peze fil metal likid.ACS la vle di Alma Mater.Entèfas 12, 31010–31020 (2020).
Lee H. et al.SINTERING evaporasyon-induit nan ti gout metal likid ak bionanofibers pou konduktiviti elektrik fleksib ak aksyon reponn.Komin nasyonal.10, 1–9 (2019).
Dickey, MD et al.Eutectic gallium-indyòm (EGaIn): alyaj metal likid yo itilize pou fòme estrikti ki estab nan mikrochanèl nan tanperati chanm.Kapasite pwolonje.alma matyè.18, 1097–1104 (2008).
Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Likid metal ki baze sou robotik mou: materyèl, desen, ak aplikasyon. Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Likid metal ki baze sou robotik mou: materyèl, desen, ak aplikasyon.Wang, X., Guo, R. ak Liu, J. Robotics mou ki baze sou metal likid: materyèl, konstriksyon ak aplikasyon. Wang, X., Guo, R. & Liu, J. 基于液态金属的软机器人：材料、设计和应用。 Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Likid metal ki baze sou robo mou: materyèl, konsepsyon ak aplikasyon.Wang, X., Guo, R. ak Liu, J. Soft robo ki baze sou metal likid: materyèl, konstriksyon ak aplikasyon.Advanced alma mater.teknoloji 4, 1800549 (2019).