可自我修復的液體雕塑可能成為打造液體電路的新契機

「超濾膜是可以自我修復的,如果你用一根針去刺穿它,針孔會自動癒合。」 一旦團隊掌握了以此項研究為基礎的技術,他們可以用之改進3D列印,以此來獲得比人的頭髮絲更細的線狀物體。 除了3D列印,由於水是可以導電的,利用這項特性,科學家可以創造出液體電纜,甚至是液體電池,甚至是液體電路。

草根影響力新視野 鍾藝 編譯

近日科學家發布了一個視頻,在視頻中一個由液體製成的雕塑造型獨特,而液體結構也可以保持幾個月。

其實,這件神奇的雕塑是油和水混合的傑作。製作過沙拉醬的人都知道油和水是很難混合在一起的,除非在其中加入芥末等物質,以「外力作用」將它們結合起來。從科學角度來解釋:油分子和水分子更容易被與自己相同的分子吸引,而不是跨分子類型相互吸引。

雖然可以通過第三種介質將油水混合,但是結合出來的產物並不能長時間保持一個複雜的結構。用勞倫斯伯克利國家實驗室的研究員Joe Forth的話說:你只能做一個球體,僅此而已。

儘管如此,Joe Forth和他的研究團隊還是突破了油和水難以交融的極限,用一個能長久保持造型的油水結構帶領科學界走進了一個全新的領域。Forth告訴Live Science:「毫不誇張的說,你可以將這個水油混合的物體改變成任何你想要的形狀。」

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當油和水混合時,油要麼是沉在底部,要麼就是浮於表面。而此時類似於芥末或者肥皂等物質,就起到了乳化劑的作用,將油分子和水分子都穩定住,使得它們兩者可以共融。生活中的這個場景你一定很熟悉:只用水是洗不掉手上油污的,但是擦一些肥皂,很快就能洗掉了。其中的原理就是作為乳化劑的肥皂讓油分子混合在水分子中,最後被帶走。

利用這樣的原理,科學家創造了「超級肥皂」。他們在水中加入微小的金納米粒子,在硅油中加入聚合物配體(比如金屬),然後將水和油混合。油分子和水分子不相互吸引,但硅油中許多配體附著到水中的金納米微粒上,它們在兩種液體之間形成了玻璃狀屏障——納米粒子超濾膜。超濾膜可以穩定水油界面,並將水鎖定在了一個固定的位置。

實驗室首席研究員Tom Russell告訴Live Science :「超濾膜是可以自我修復的,如果你用一根針去刺穿它,針孔會自動癒合。」 一旦團隊掌握了以此項研究為基礎的技術,他們可以用之改進3D列印,以此來獲得比人的頭髮絲更細的線狀物體。

除了3D列印,這項技術還能服務於更多有意思的新科技。由於水是可以導電的,利用這項特性,科學家可以創造出液體電纜,甚至是液體電池。在Russell看來,更令他興奮的是液體電路——水可以傳導離子和電子,而油可以儲存能量,兩者結合在一起就具備了電路的兩個必要特性。製造全液體電路,這件事指日可待。

Reference:

Mesmerizing 『Self-Healing』 Liquid Sculptures Hold Their Shape: How It Works

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