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在自由液相空间以无流道方式批量制造颗粒

在自由液相空间以无流道方式批量制造颗粒

  • 分类:新闻资讯
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  • 来源:
  • 发布时间:2015-09-06
  • 访问量:0

【概要描述】  · 清华大学刘静研究小组,发现了一种独特的室温液态金属射流自剪切现象,可以极低成本方式快速、规模化制备出金属微球,相应研究以封面文章形式发表于WILEY出版集团旗下的《先进工程材料》杂志上。其中的关键机制在于金属流体自身的高表面张力及表面活化剂的双重作用,当利用微细孔径注射器将液态金属快速注入添加有表面活性剂的水中时,两种流体表面张力上的显著差异与相互作用会导致金属射流出现自剪切现象,继而收缩形成最小直径在50微米左右的微球,表面活性剂的存在则确保了这些微液滴不会在碰撞下重新融合。这是一种以往从未被报道过的液态金属流体力学新现象,基于该效应,可在几秒内即快速制备出数以千计的液态金属微球,



图片一且无需复杂设施,整个操作过程十分简便,所生成的金属微滴可在室温下稳定存在数周以上,冷却后即形成固态金属微球。

 

  · 在此基础之上,研究小组又一次发现了一种独特的极低电压诱发的液态金属射流现象,为金属微滴乃至固体颗粒的快速制备和精确操控打开了一条新途径,相应论文发表于美国物理学会《应用物理快报》。通过实验观察到,在无电压作用时,盛放于容器腔出口毛细管内的液态金属前沿会因表面张力和外界静压的作用而保持静态;一旦施加电场时,浸没于氢氧化钠溶液中的毛细管内液态金属会自动喷射而出形成微滴,仿佛喷泉一般,这些液滴在电场作用下朝着阳极方向快速移动,可控性强,到达后形成“大珠小珠落玉盘”的景象,若将持续生成的液滴冷却收集后即可获得金属固体微粒,整个过程仅需极低电压(2-20V)即可轻易实现;电压越高,金属液滴生成率及移动速率越快。



图片二

 

  · 近年来,液态金属液滴在微开关、微泵、焊料、金属零部件制作乃至3D打印金属粉末等方面展现出独特的应用价值。而传统的金属液滴制备需借助复杂的微流控技术实现,成本高、工艺复杂、程序繁琐且生成效率低。研究小组此次取得的基础性发现和建立的方法,为扩展液态金属的应用提供了重要技术手段;这种电控射流效应也引申出十分丰富有趣的物理学图景,为今后探索室温液态金属独特的流体力学行为指出了新的方向。

  · 文章链接:

  · http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/105/13/10.1063/1.4897309

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201300420/abstract

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201400843/abstract

  · 视频链接:

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQxMjg4.html

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQyMDc2.html

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzkzNDA0NDAw.html

  · 新闻报道:

  · 中国科学报:

  · http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20143171332574732288.shtm?id=32288

  · http://www.cas.cn/xw/cmsm/201410/t20141015_4223697.shtml

  · 人民网:

  · http://scitech.people.com.cn/n/2014/1015/c1007-25839222.html

在自由液相空间以无流道方式批量制造颗粒

【概要描述】  · 清华大学刘静研究小组,发现了一种独特的室温液态金属射流自剪切现象,可以极低成本方式快速、规模化制备出金属微球,相应研究以封面文章形式发表于WILEY出版集团旗下的《先进工程材料》杂志上。其中的关键机制在于金属流体自身的高表面张力及表面活化剂的双重作用,当利用微细孔径注射器将液态金属快速注入添加有表面活性剂的水中时,两种流体表面张力上的显著差异与相互作用会导致金属射流出现自剪切现象,继而收缩形成最小直径在50微米左右的微球,表面活性剂的存在则确保了这些微液滴不会在碰撞下重新融合。这是一种以往从未被报道过的液态金属流体力学新现象,基于该效应,可在几秒内即快速制备出数以千计的液态金属微球,



图片一且无需复杂设施,整个操作过程十分简便,所生成的金属微滴可在室温下稳定存在数周以上,冷却后即形成固态金属微球。

 

  · 在此基础之上,研究小组又一次发现了一种独特的极低电压诱发的液态金属射流现象,为金属微滴乃至固体颗粒的快速制备和精确操控打开了一条新途径,相应论文发表于美国物理学会《应用物理快报》。通过实验观察到,在无电压作用时,盛放于容器腔出口毛细管内的液态金属前沿会因表面张力和外界静压的作用而保持静态;一旦施加电场时,浸没于氢氧化钠溶液中的毛细管内液态金属会自动喷射而出形成微滴,仿佛喷泉一般,这些液滴在电场作用下朝着阳极方向快速移动,可控性强,到达后形成“大珠小珠落玉盘”的景象,若将持续生成的液滴冷却收集后即可获得金属固体微粒,整个过程仅需极低电压(2-20V)即可轻易实现;电压越高,金属液滴生成率及移动速率越快。



图片二

 

  · 近年来,液态金属液滴在微开关、微泵、焊料、金属零部件制作乃至3D打印金属粉末等方面展现出独特的应用价值。而传统的金属液滴制备需借助复杂的微流控技术实现,成本高、工艺复杂、程序繁琐且生成效率低。研究小组此次取得的基础性发现和建立的方法,为扩展液态金属的应用提供了重要技术手段;这种电控射流效应也引申出十分丰富有趣的物理学图景,为今后探索室温液态金属独特的流体力学行为指出了新的方向。

  · 文章链接:

  · http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/105/13/10.1063/1.4897309

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201300420/abstract

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201400843/abstract

  · 视频链接:

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQxMjg4.html

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQyMDc2.html

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzkzNDA0NDAw.html

  · 新闻报道:

  · 中国科学报:

  · http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20143171332574732288.shtm?id=32288

  · http://www.cas.cn/xw/cmsm/201410/t20141015_4223697.shtml

  · 人民网:

  · http://scitech.people.com.cn/n/2014/1015/c1007-25839222.html

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  · 清华大学刘静研究小组,发现了一种独特的室温液态金属射流自剪切现象,可以极低成本方式快速、规模化制备出金属微球,相应研究以封面文章形式发表于WILEY出版集团旗下的《先进工程材料》杂志上。其中的关键机制在于金属流体自身的高表面张力及表面活化剂的双重作用,当利用微细孔径注射器将液态金属快速注入添加有表面活性剂的水中时,两种流体表面张力上的显著差异与相互作用会导致金属射流出现自剪切现象,继而收缩形成最小直径在50微米左右的微球,表面活性剂的存在则确保了这些微液滴不会在碰撞下重新融合。这是一种以往从未被报道过的液态金属流体力学新现象,基于该效应,可在几秒内即快速制备出数以千计的液态金属微球,

且无需复杂设施,整个操作过程十分简便,所生成的金属微滴可在室温下稳定存在数周以上,冷却后即形成固态金属微球。

  · 在此基础之上,研究小组又一次发现了一种独特的极低电压诱发的液态金属射流现象,为金属微滴乃至固体颗粒的快速制备和精确操控打开了一条新途径,相应论文发表于美国物理学会《应用物理快报》。通过实验观察到,在无电压作用时,盛放于容器腔出口毛细管内的液态金属前沿会因表面张力和外界静压的作用而保持静态;一旦施加电场时,浸没于氢氧化钠溶液中的毛细管内液态金属会自动喷射而出形成微滴,仿佛喷泉一般,这些液滴在电场作用下朝着阳极方向快速移动,可控性强,到达后形成“大珠小珠落玉盘”的景象,若将持续生成的液滴冷却收集后即可获得金属固体微粒,整个过程仅需极低电压(2-20V)即可轻易实现;电压越高,金属液滴生成率及移动速率越快。

  · 近年来,液态金属液滴在微开关、微泵、焊料、金属零部件制作乃至3D打印金属粉末等方面展现出独特的应用价值。而传统的金属液滴制备需借助复杂的微流控技术实现,成本高、工艺复杂、程序繁琐且生成效率低。研究小组此次取得的基础性发现和建立的方法,为扩展液态金属的应用提供了重要技术手段;这种电控射流效应也引申出十分丰富有趣的物理学图景,为今后探索室温液态金属独特的流体力学行为指出了新的方向。

  · 文章链接:

  · http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/105/13/10.1063/1.4897309

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201300420/abstract

  · http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201400843/abstract

  · 视频链接:

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQxMjg4.html

  · http://v.youku.com/v_show/id_XNzk5OTQyMDc2.html

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