Помните модель T-1000 из фильма «Терминатор-2»?
Капли жидкого металла, сплав галинстан. Фото: Мельбурнский королевский технологический университет
Благодаря изобретению учёных из Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) в будущем человечество сможет сконструировать нечто похожее на модель T-1000 из фильма «Терминатор-2»: 3D-модель гуманоида из металла, который принимает заданную форму. Нужно только сделать эту модель более программируемой и послушной, разумеется.
Жидкий движущийся металл способен совершить маленькую революцию в электронике — с его помощью электронные цепи меняют свою конфигурацию по команде и работают словно живые организмы, где клетки двигаются и обмениваются информацией друг с другом, мечтают учёные.
Самодвижущийся жидкий металл разработан группой учёных под руководством профессора Куроша Калантар-заде (Kourosh Kalantar-zadeh). Суть изобретения — в химическом составе раствора, в котором движутся капли. Меняя кислотность и ионный состав (электрический заряд) раствора, исследователи могут управлять движением металлических капель в трёх измерениях.
На иллюстрации схематично показана экспериментальная установка, которую использовали учёные (b): два канала в форме букв U из полиметилметакрилата, то есть органического стекла. Они проходят параллельно друг другу и соединяются на выходе (outlet на схеме). Два канала несут разные типы электролитов, которые представлены на схеме разными цветами: кислотная среда — жёлтым, а щелочная — синим. Два параллельных потока контактируют через каплю жидкого галинстана диаметром 3 мм. Реальные фотографии экспериментальной установки показаны внизу.
Галинстан — сплав, которые состоит на 68,5% из галлия, на 21,5% из индия и на 10% из олова. Заявленная температура плавления металла составляет 19°C, но может быть уменьшена ниже 0°C (правообладатель Geratherm Medical AG не раскрывает метод понижения температуры плавления, но такой метод точно существует). Основное применение галинстана — замена ртути в некоторых областях, в первую очередь, в бытовых термометрах.
Капли галинстана движутся в зависимости от концентрации HCl и NaOH в растворе. На следующей диаграмме показано влияние на металл эффекта Марангони — разновидности конвекции, переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, возникающее вследствие наличия градиента поверхностного натяжения.
Диаграммы внизу показывают степень деформации капли, в зависимости от концентрации HCl и NaOH в растворах.
Простое изменение химического состава растворов заставляет капли металла двигаться и изменять свою форму, без какого-либо дополнительного внешнего воздействия, механического или электрического.
«Используя это открытие, мы смогли создать движущиеся объекты, переключатели и насосы, которые могут работать автономно — это самодвижущиеся жидкие металлы, которые движутся в зависимости от состава окружающей жидкости, — говорит профессор Калантар-заде. — В конце концов, используя фундаментальные основы этого открытия, может стать возможным построение 3D жидкого металлического гуманоида с программируемой формой».
Если говорить более реально, то учёные предполагают, что управляемый подвижный жидкий металл может найти применение в различных электронных устройствах, таких как гибкие электронные 3D-дисплеи и медицинские диагностические сенсоры, которые меняют свою конфигурацию по команде.
Научная работа «Ionic imbalance induced self-propulsion of liquid metals» опубликована 4 августа 2016 года в открытом доступе в журнале Nature Communications (2016; 7: 12402 doi: 10.1038/ncomms12402).
Комментарии (15)
Zavtramen
13.08.2016 23:26+8Ерунда какая-то, заметил в последнее время много таких новостей. В экспериментальной среде и при особых условиях сделали что-то узкоспециализированное, а в видео уже проводят аналогии с T-1000, рассказывают о гибкой электронике и пр. Между серийным запуском и прототипом лежит пропасть, которую очень часто авторы не в состоянии преодолеть. А тут даже не прототип, а размышления на тему.
74311
14.08.2016 00:24+3только в последнее время… а как же яблони на марсе
данное явление давно имеет место быть
S_h_e_l_d_o_n
14.08.2016 00:07+1Интересно, если правда сделают робота из жидкого металла, чей образ выберут?
maaGames
14.08.2016 06:55+4«Сара Коннор, пожалуйста, не сходите с синей щелочной линии. Я убью тебя, Сара Коннор! Стой, куда?...»
В общем, я не очень понимаю, что в этой капле крутого. Батарейки щелочные разве не так же работают? Взаимодействуют химикаты, электричество куда-то течёт, электромагнитное поле, все дела… Любой магнитик побежит.
Пока смотрел видео, не прочитав, вообще думал, что весь «секрет» в разнице поверхностного натяжения у жёлтой и синей жидкости.
igruh
14.08.2016 08:32+5Следующая статья про садовую тачку и банку с ртутью: учёные заставили жидкий металл перемещаться в пространстве изменяя форму в строго ограниченных пределах.
omgiafs
14.08.2016 12:29Питер Силберман почти не удивленDum_spiro_spero
14.08.2016 23:48Вообще интересно. Похоже, что эффекты работают на относительно малых масштабах. Сейчас жидкие металлы заставляют двигаться магнитным полем и электричеством. Сам занимаюсь этой темой — шуточки насчет терминаторов слышу регулярно.
Capineiro
Интересно, можно ли в перспективе на основе этого создавать нейронные сети, которые сами аксоны вытягивают.