ВойтиНовый пользовательЗабыли пароль?
Через соцсети

Учёные на пути создания терминатора Т-1000 «Жидкий металл»

2.6kпросмотров
/
Популярное

Капли металла самостоятельно двигаются и меняют свою форму

  • Для своего эксперимента физики из Австралии использовали малотоксичный жидкий металл - галлий.

  • Изменение уровня кислотности, то есть концентрации раствора заставляет капли жидкого металла перемещаться в жидкости.

  • Исследователи пришли к выводу, что такие свойства и характеристики материала можно использовать при создании, например, трёхмерных объёмных проекторов (этакая объёмная 3D-голограмма).

Результаты исследования австралийцев приближают нас к созданию пластичных устройств, некоторые из принципов работы которых аналогичны тем, что лежат в основе устройства «жидкометаллического» терминатора Т-1000 (произвольно меняет форму, агрегатное сосотояние и мимикрирует под других существ).

В общем, героя одноимённого сиквела культового фильма режиссёра Джеймса Кэмерона («Терминатор»-2). Киноманы не расстраивайтесь! В крайнем случае создадут электронные схемы из жидкого металла, или ничего не создадут.

Что такое «электронные схемы»? Дело в том, что в наши дни электронная схема на жёсткой полупроводниковой подложке - краеугольный камень в фундаменте всего, что относится к классу современной электроники: например, компьютеры, смартфоны, планшетники, навигационные системы, всевозможные средства связи, и так далее. Кстати, даже ваши «микроволновка» и «стиралка» содержат в себе микросхемы.

Перспективы открытия

Так вот, результаты исследования австралийских физиков позволяют предположить, что когда-то в будущем электронные микросхемы будут состоять из жидкого металлического сплава, чтобы, например, менять свою конфигурацию в случае необходимости.

Умные мужики из Мельбурнского королевского технологического университета задались целью создать металлический сплав, который будет обладать важным качественным свойством в пределах определённого интервала температур и давлений - будет «жидкостью» при комнатной температуре, способной менять форму и даже перемещаться в пространстве.

Думаю, рано или поздно, военные заинтересуются этой разработкой, чтобы создать реальный, а не киношный прототип Т-1000. Что мне представляется более вероятным - в будущем электронные компоненты будут как коты - бегать от хозяев по дому.

Как бы там ни было, команда исследователей из Австралии только начала свой путь к намеченной цели. Для своих изысканий они использовали галлий - малотоксичный жидкий металл.

Одна из особенностей этого материала - широкий температурный интервал существования жидкого состояния (от 31 и до 2200 °C). Также он не подвержен коррозии, т.е. не ржавеет как отцовские «Жигули», а также несильно окисляется, покрываясь патиной как микросхема в стиральной машине.

Физика жидких металлов, погружённых в водный раствор с большим количеством ионов

Температура плавления чистого галлия - 31 °C, так что «чистокровка» не совсем подходит для эксперимента, ведь он становится жидким при 30 °C, а это, скажем, не совсем «комнатный» показатель.

Чтобы мечты о Терминаторе сбылись, физики использовали один из сплавов галлия - галинстан, который обычно содержит 68,5 % галлия, 21,5 % индия и 10 % олова.  

Суть эксперимента

Изменяя кислотность раствора (водородный показатель*), в которых были помещены капельки галинстана, они заставили их совершать «телодвижения» в растворе, а также менять свою форму, при этом капли не испытывали воздействие электрического или механического характера.

Словом, погружение капель галлия в раствор, в котором много ионов влечёт за собой их сильную деформацию, а ещё побуждает их к движению.

Водородный показатель - мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность.

Взяв за основу этот эффект, австралийцы создали гаджеты-демонстраторы: переключатели и помпы, которые перекачивают воду. Эти механические штуковины функционируют абсолютно автономно - капли металла совершают работу, а в движение их приводит «разность» составов раствора. На работу таких механизмов можно влиять, изменяя состав или концентрацию раствора, в котором находятся капли галинстана.

«В ходе ряда экспериментов нам удалось выяснить, что можно влиять на поведение сплава жидкого металла в растворе, не прибегая к использованию электромагнитных или механических «стимуляторов». Мы меняли концентрации кислот, оснований и солей в растворе, чтобы исследовать этот эффект. Пока точно неясно, как именно галинстан взаимодействует с окружающей его жидкостью, и что заставляет его перемещаться в пространстве», - прокомментировал профессор Курош Калантар-задэх (Kourosh Kalantar-zadeh), руководитель исследования.

Результаты изыскания, проведённого командой учёных под руководством профессора Калантар-задэха опубликованы в научном «глянце» Nature Communications. В этом журнале публикуются материалы научных исследований в области естественных наук, в частности по физике, химии, биологии и планетологии.

Предыстория открытия: с чего всё начиналось?

Ранее команда профессора провела похожее научное изыскание: тогда они исследовали процесс возникновения свободных электрических зарядов на поверхности капель «жидких» металлов, и как его можно использовать, чтобы заставить капли металла двигаться в нужном человеку направлении, выполняя полезную работу. Проще говоря, с мыслью о Терминаторе «разглядывали через лупу» статическое электричество на каплях галлия.

«Капельки» жидких металлов - сложный микромир: основная масса - металлическое ядро, проводящее ток, а также оболочка - тонкая плёнка, состоящая из оксида соответствующего металла. Именно этот внешний тонкий слой обладает полупроводниковыми свойствами.

Как полагает профессор Калантар-задэх, дальнейшие исследования «жидких» металлов, обладающих высокой электрической проводимостью в конечном итоге могут привести к созданию объёмных (трёхмерных) дисплеев и другой сложной, но пластичной электроники.

Профессор Калантар-задэх заключил: «В конце концов явления, описанные в нашем исследовании могут стать теоретическим базисом для разработки новых технологий, а это - первый шаг на пути создания гуманоидов принципиально иного типа, чем те, что уже существуют. Например, терминатор Т-1000, но более дружелюбный».

Комментарии
Незарегистрированные пользователи могут оставить комментарий через виджет Вконтакта, Фейсбука или использовать нашу платформу. Ваш выбор мы запомним (в хорошем смысле)
Вконтактик
Фейсбучек
Для членов клуба
ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ необходимо зарегистрироваться или войти
Похожие новости
Яндекс.Метрика