由液态金属产生的可切换镜子

反光和散射表面

研究人员开发了一种动态切换反射(左下角)和散射状态(右下方)之间的液态金属表面的方法。当施加电时,可逆化学反应氧化液态金属,产生制造金属散射的划痕。信誉:九州大学京田·纳科博博

方法可用于为艺术或高级设备创建电控镜。

研究人员开发了一种动态切换反射和散射状态之间的液态金属表面的方法。这项技术可以用于创建电可控镜子或照明装置。

液体金属将金属的电气,热和光学性能与液体的流动性结合在一起。新方法使用电驱动的化学反应,以在液态金属上产生可切换的反射表面。不需要制备反射光学部件的光学涂层和抛光步骤,以使液态金属高度反射。

在光学学会(OSA)期刊中光学材料表达由日本九州大学的玉吉OKI领导的研究人员表明,只需1.4 V即可实现反射和散射状态之间的切换,达到典型LED的相同电压。研究人员在北卡罗来纳州立大学迈克尔D. Dickey的研究团队合作开发了新的方法,可以在环境温度和压力下实施。


研究人员可以通过施加电力动态切换反射和散射状态之间的液态金属表面。该视频显示了这是如何完成的。信誉:九州大学京田·纳科博博

“在立即的未来,这项技术可用于创建以前从未有过的娱乐和艺术表达的工具,”OKI说。“随着更多的发展,有可能将该技术扩展为适用于多种用于生产由液体金属制成的电子控制光学器件的3D打印。这可能允许在缺乏医学实验室设施的世界地区轻松且廉价地制造在基于光的健康测试装置中的光学器件。“

创建光学表面

在新工作中,研究人员使用嵌入式流动通道创建了一个水库。然后,它们通过将基于镓的液态金属泵送或将其从储存器中储存来形成光学表面的“推拉方法”。该过程形成凸,平或凹面;每个都具有不同的光学性质。

然后,通过施加电,研究人员引发了一种化学反应,可逆地氧化液态金属。氧化在液体的体积中改变了在导致光散射的表面上产生许多小划痕的方式。当电力沿相反方向施加时,液态金属返回其原始状态。液态金属表面张力导致划痕消失,将表面恢复到清洁的反射镜状态。

研究人员发现了这种新技术,同时通过液态金属进行了实验,看看它是否可用于制造模具与硅氧烷弹性体一起使用。“我们的目的是使用氧化来改变表面张力并加强液态金属的表面,”OKI说。“然而,我们发现,在某些条件下,表面会自发地变成散射表面。我们不是考虑到这项失败,我们优化了这种情况并验证了这一现象。“

表征现象

研究人员电化学和光学表征通过施加电力而产生的不同表面。他们发现,随着表面从反射到散射的变化,改变从-800mV至+800 mV的表面上的电压会降低光强度。电化学测量表明,1.4V的电压变化足以产生具有良好再现性的氧化还原反应。

“我们还发现,在某些条件下,表面可以略微氧化并且仍然保持光滑的反射表面,”OKI说。“通过控制这一点,可以使用这种方法创造更多样化的光学表面,这可能导致在诸如生物化学芯片的高级设备中的应用或用于制造3D印刷光学元件。”

参考:“egain液态金属对反射/扩散光学表面的动态控制”由Keisuke Nakakubo,Hiroaki Yoshioka,Kinichi Morita,Ryoichi Ishimatsu,Abolfazl Kiani,Hans Hallen,Michael D. DiCkey和Yuji Oki,14 6月14日,光学材料表达
DOI:10.1364 / OME.425432

是第一个评论在“由液态金属产生的可切换镜”上

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。