Из металла можно изготавливать жидкие нити

Металл при нагревании до высокой температуры переходит в жидкое состояние. Из расплавленного металла обычно формируются отдельные капли, однако ученые смогли изготовить из него тонкие длинные нити, использовав при этом электрический ток.

Капли образуются благодаря поверхностному натяжению, которое свойственно расплавленным металлам, обладающим неустойчивостью и стремлением уменьшить площадь своей поверхности. К тому же высокая вязкость и минимальная скорость потока расплавленного металла практически всегда выдаёт вместо струй отдельные капли. Струи можно получить лишь увеличив скорость потока, а также дополнительно использовав для стабилизации ее поверхности оксиды металла. Однако получить в результате устойчивую струю не получится, хотя такое открытие смогло бы поспособствовать скачку прогресса в области гибкой электроники. Например, подобные металлические провода были бы крайне удобны для изготовления аналитических приборов и оборудования специального назначения.

Ученые попытались осуществить данную идею. Для этого они использовали сплав индия и галлия, чтобы получить устойчивую металлическую струю — на большом расстоянии такой сплав в расплавленном виде не разрывается. Учёные взяли тонкую стеклянную трубку, через которую выдавливали расплавленный металл. Он направлялся прямиком в раствор гидроксида натрия, находящийся под напряжением. Так металл, попавший в раствор, контактировал с платиновым электродом, в результате чего его поверхность окислялась, а поверхностное натяжение уменьшалось. В зависимости от того, какое напряжение было подано в электрод, а также с какой скоростью был выдавлен металл из трубки, ученые получили различные формы: нити, шарики, капли или их сгустки. Как именно выглядел на выходе металл — в виде капель или нитей — от скорости потока не зависело, то есть процесс был преимущественно электрохимический.

Определяя напряжение в 0,7 Вольт, капли расплавленного металла соединялись тонкими мостиками. Увеличивая напряжение до 0,8 Вольт, капли становились менее различимыми, а мостики утолщались, образуя, в целом, цилиндрические нити. Увеличивая напряжения до 2 Вольт, расплавленный металл образовывал древовидные нити или сгустки капелек. Очевидно, большую роль в создании различных форм играет слой оксида, который также увеличивается при больших напряжениях. Поэкспериментировав, ученые выявили идеальные параметры для образования струи расплавленного металла: со скоростью выдавливания сплава 4 мм/сек им удалось сформировать нить длиной в 64 см.

---

Бренды по теме

OHAUS Corporation Biosan behr Labor-Technik Eijkelkamp