Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Ցուցադրում է միանգամից երեք սլայդներից բաղկացած կարուսել:Օգտագործեք «Նախորդ» և «Հաջորդ» կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդներով շարժվելու համար, կամ օգտագործեք վերջում գտնվող սլայդերի կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդների միջով անցնելու համար:
Այստեղ մենք ցուցադրում ենք գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական համաձուլվածքների ներծծման հետևանքով առաջացած, ինքնաբուխ և ընտրովի թրջող հատկությունները մետաղացված մակերևույթների վրա՝ միկրոսանդղակի տեղագրական առանձնահատկություններով:Գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղների համաձուլվածքները զարմանալի նյութեր են՝ հսկայական մակերեսային լարվածությամբ:Հետեւաբար, դժվար է դրանք ձեւավորել բարակ թաղանթների մեջ:Գալիումի և ինդիումի էվեկտիկական համաձուլվածքի ամբողջական թրջումը տեղի է ունեցել միկրոկառուցված պղնձի մակերեսի վրա՝ HCl գոլորշիների առկայության դեպքում, որոնք հեռացրել են բնական օքսիդը հեղուկ մետաղի համաձուլվածքից:Այս թրջումը թվայինորեն բացատրվում է Վենզելի մոդելի և օսմոսի գործընթացի հիման վրա՝ ցույց տալով, որ միկրոկառուցվածքի չափը կարևոր է հեղուկ մետաղների օսմոզով առաջացած արդյունավետ թրջման համար:Բացի այդ, մենք ցույց ենք տալիս, որ հեղուկ մետաղների ինքնաբուխ թրջումը կարող է ընտրողաբար ուղղորդվել մետաղական մակերեսի միկրոկառուցվածքային շրջանների երկայնքով՝ նախշեր ստեղծելու համար:Այս պարզ գործընթացը հավասարապես պատում և ձևավորում է հեղուկ մետաղը մեծ տարածքներում՝ առանց արտաքին ուժի կամ բարդ բեռնաթափման:Մենք ցույց ենք տվել, որ հեղուկ մետաղական նախշերով ենթաշերտերը պահպանում են էլեկտրական միացումները նույնիսկ ձգվելիս և ձգման կրկնվող ցիկլերից հետո:
Գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական համաձուլվածքները (GaLM) մեծ ուշադրություն են գրավել իրենց գրավիչ հատկությունների շնորհիվ, ինչպիսիք են ցածր հալման կետը, բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունը, ցածր մածուցիկությունը և հոսքը, ցածր թունավորությունը և բարձր դեֆորմացիան1,2:Մաքուր գալիումն ունի մոտ 30 °C հալման կետ, և երբ միաձուլվում է էվեկտիկական միացություններում որոշ մետաղների հետ, ինչպիսիք են In-ը և Sn-ը, հալման ջերմաստիճանը ցածր է սենյակային ջերմաստիճանից:Երկու կարևոր GaLM-ներն են՝ գալիումի ինդիումի էվեկտիկական համաձուլվածքը (EGaIn, 75% Ga և 25% In ըստ քաշի, հալման ջերմաստիճանը՝ 15,5 °C) և գալիումի ինդիումի անագ էուտեկտիկ համաձուլվածքը (GaInSn կամ գալինստան, 68,5% Ga, 21,5% In և 10։ % անագ, հալման ջերմաստիճանը՝ ~11 °C)1.2.Հեղուկ փուլում իրենց էլեկտրական հաղորդունակության պատճառով GaLM-ները ակտիվորեն ուսումնասիրվում են որպես առաձգական կամ դեֆորմացվող էլեկտրոնային ուղիներ տարբեր կիրառությունների համար, ներառյալ էլեկտրոնային3,4,5,6,7,8,9 լարված կամ կոր տվիչներ 10, 11, 12: , 13, 14 և առաջատարներ 15, 16, 17: Նման սարքերի պատրաստումը GaLM-ից նստեցման, տպագրության և ձևավորման միջոցով պահանջում է GaLM-ի և դրա հիմքում ընկած ենթաշերտի միջերեսային հատկությունների իմացություն և վերահսկում:GaLM-ներն ունեն բարձր մակերևութային լարվածություն (624 mNm-1 EGaIn18,19-ի համար և 534 mNm-1 Galinstan20,21-ի համար), ինչը կարող է դժվարացնել դրանց կառավարումը կամ շահարկումը:Գալիումի օքսիդի կոշտ կեղևի ձևավորումը GaLM մակերեսի վրա շրջակա միջավայրի պայմաններում ապահովում է կեղև, որը կայունացնում է GaLM-ը ոչ գնդաձև ձևով:Այս հատկությունը թույլ է տալիս GaLM-ին տպել, տեղադրել միկրոալիքների մեջ և ձևավորել միջերեսային կայունությամբ, որը ձեռք է բերվել օքսիդներով19,22,23,24,25,26,27:Կոշտ օքսիդի պատյանը նաև թույլ է տալիս GaLM-ին կպչել հարթ մակերևույթների մեծ մասի վրա, սակայն թույլ չի տալիս ցածր մածուցիկությամբ մետաղների ազատ հոսքը:Մակերեւույթների մեծ մասում GaLM-ի տարածումը պահանջում է ուժ՝ օքսիդի թաղանթը կոտրելու համար28,29:
Օքսիդային պատյանները կարելի է հեռացնել, օրինակ, ուժեղ թթուներով կամ հիմքերով:Օքսիդների բացակայության դեպքում GaLM-ը գրեթե բոլոր մակերևույթների վրա կաթիլներ է առաջացնում՝ մակերևութային հսկայական լարվածության պատճառով, սակայն կան բացառություններ՝ GaLM-ը թրջում է մետաղական ենթաշերտերը։Ga-ն մետաղական կապեր է ստեղծում այլ մետաղների հետ «ռեակտիվ թրջում» անունով հայտնի գործընթացի միջոցով30,31,32:Այս ռեակտիվ թրջումը հաճախ ուսումնասիրվում է մակերեսային օքսիդների բացակայության դեպքում՝ հեշտացնելու մետաղ-մետաղ շփումը:Այնուամենայնիվ, նույնիսկ GaLM-ում բնիկ օքսիդների դեպքում, հաղորդվել է, որ մետաղ-մետաղ շփումները ձևավորվում են, երբ օքսիդները կոտրվում են հարթ մետաղական մակերեսների հետ շփումներում29:Ռեակտիվ թրջումը հանգեցնում է շփման ցածր անկյունների և մետաղական հիմքերի մեծ մասի լավ թրջման33,34,35:
Մինչ օրս բազմաթիվ ուսումնասիրություններ են իրականացվել GaLM-ի մետաղների հետ ռեակտիվ թրջման բարենպաստ հատկությունների օգտագործման վերաբերյալ՝ GaLM-ի օրինաչափություն ձևավորելու համար:Օրինակ, GaLM-ը կիրառվել է նախշավոր պինդ մետաղական գծերի վրա՝ քսելով, գլորելով, ցողելով կամ ստվերային քողարկումով34, 35, 36, 37, 38: Կոշտ մետաղների վրա GaLM-ի ընտրովի թրջումը թույլ է տալիս GaLM-ին ձևավորել կայուն և հստակ նախշեր:Այնուամենայնիվ, GaLM-ի բարձր մակերևութային լարվածությունը խոչընդոտում է բարձր միատեսակ բարակ թաղանթների ձևավորմանը նույնիսկ մետաղական ենթաշերտերի վրա:Այս խնդրի լուծման համար Լակուրը և այլք.հաղորդում է մի մեթոդ, որը թույլ է տալիս արտադրել հարթ, հարթ GaLM բարակ թաղանթներ մեծ տարածքներում՝ մաքուր գալիումի գոլորշիացման միջոցով ոսկով պատված միկրոկառուցվածքային ենթաշերտերի վրա37,39:Այս մեթոդը պահանջում է վակուումային նստեցում, որը շատ դանդաղ է ընթանում:Բացի այդ, GaLM-ն ընդհանրապես չի թույլատրվում նման սարքերի համար՝ հնարավոր փխրունության պատճառով40:Գոլորշիացումը նաև նյութը նստեցնում է հիմքի վրա, ուստի նախշը ստեղծելու համար պահանջվում է նախշ:Մենք փնտրում ենք հարթ GaLM թաղանթներ և նախշեր ստեղծելու միջոց՝ նախագծելով մետաղական տեղագրական առանձնահատկություններ, որոնք GaLM-ը թրջում է ինքնաբերաբար և ընտրողաբար բնական օքսիդների բացակայության դեպքում:Այստեղ մենք զեկուցում ենք առանց օքսիդի EGaIn-ի (սովորական GaLM) ինքնաբուխ ընտրովի թրջման մասին՝ օգտագործելով ֆոտոլիտոգրաֆիկ կառուցվածքով մետաղական ենթաշերտերի վրա թրջող յուրահատուկ վարքագիծը:Մենք միկրո մակարդակում ստեղծում ենք ֆոտոլիտոգրաֆիկորեն սահմանված մակերևութային կառուցվածքներ՝ ներծծումը ուսումնասիրելու համար՝ դրանով իսկ վերահսկելով օքսիդազուրկ հեղուկ մետաղների թրջումը:EGaIn-ի բարելավված խոնավեցնող հատկությունները միկրոկառուցվածքային մետաղական մակերեսների վրա բացատրվում են թվային վերլուծությամբ՝ հիմնված Wenzel մոդելի և ներծծման գործընթացի վրա:Վերջապես, մենք ցույց ենք տալիս մեծ տարածքի նստեցում և EGaIn-ի ձևավորում ինքնաներծծման, ինքնաբուխ և ընտրովի թրջման միջոցով միկրոկառուցվածքային մետաղական նստվածքային մակերեսների վրա:Առաձգական էլեկտրոդները և լարման չափիչները, որոնք ներառում են EGaIn կառուցվածքները, ներկայացված են որպես պոտենցիալ կիրառություններ:
Կլանումը մազանոթային տրանսպորտ է, որի դեպքում հեղուկը ներխուժում է հյուսվածքային մակերես 41, ինչը հեշտացնում է հեղուկի տարածումը:Մենք ուսումնասիրեցինք EGaIn-ի թրջման վարքը մետաղական միկրոկառուցվածքով մակերևույթների վրա, որոնք դրված են HCl գոլորշու մեջ (նկ. 1):Որպես հիմքի մակերեսի մետաղ ընտրվել է պղինձը: Պղնձի հարթ մակերեսների վրա EGaIn-ը ցույց տվեց ցածր շփման անկյուն՝ <20°՝ HCl գոլորշու առկայության դեպքում՝ ռեակտիվ թրջման պատճառով31 (Լրացուցիչ նկար 1): Պղնձի հարթ մակերեսների վրա EGaIn-ը ցույց տվեց ցածր շփման անկյուն՝ <20°՝ HCl գոլորշու առկայության դեպքում՝ ռեակտիվ թրջման պատճառով31 (Լրացուցիչ նկար 1): На плоских медных поверхностях EGaIn показал низкий краевой угол <20 ° в присутствии паров HCl из-за реактивного смачивания31 (дополнительный рисунок 1): Պղնձի հարթ մակերեսների վրա EGaIn-ը ցույց տվեց ցածր <20° շփման անկյուն՝ HCl գոլորշու առկայության դեպքում՝ ռեակտիվ թրջման պատճառով31 (Լրացուցիչ նկար 1):在平坦的铜表面上，由于反应润湿，EGaIn 在存在HCl 蒸气的情况下显示出 10 1):在平坦的铜表面上，由于反应润湿，EGaIn在存在HCl На плоских медных поверхностях EGaIn демонстрирует низкие краевые углы <20 ° в присутствии паров HCl из-за реактивного смачивания (дополнительный рисунок 1): Պղնձի հարթ մակերեսների վրա EGaIn-ը ցույց է տալիս ցածր <20° շփման անկյուններ HCl-ի գոլորշու առկայության դեպքում՝ ռեակտիվ թրջման պատճառով (Լրացուցիչ նկար 1):Մենք չափեցինք EGaIn-ի մոտ շփման անկյունները մեծածավալ պղնձի և պղնձի թաղանթների վրա, որոնք դրված էին պոլիդիմեթիլսիլոքսանի (PDMS) վրա:
ա Սյունակային (D (տրամագիծ) = l (հեռավորություն) = 25 մկմ, d (սյուների միջև հեռավորությունը) = 50 մկմ, H (բարձրություն) = 25 մկմ) և բրգաձև (լայնություն = 25 մկմ, բարձրություն = 18 մկմ) միկրոկառուցվածքներ Cu-ի վրա /PDMS սուբստրատներ:b Հարթ ենթաշերտերի (առանց միկրոկառուցվածքների) և պղնձապատ PDMS պարունակող սյուների և բուրգերի զանգվածների շփման անկյան ժամանակից կախված փոփոխություններ:c, d (գ) կողային տեսքի և (դ) վերևից EGaIn-ի մակերևույթի վրա սյուներով թրջվելը HCl գոլորշու առկայության դեպքում:
Թրջման վրա տեղագրության ազդեցությունը գնահատելու համար պատրաստվել են սյունաձև և բրգաձեւ նախշով PDMS սուբստրատներ, որոնց վրա պղինձը նստեցվել է տիտանի սոսինձային շերտով (նկ. 1ա):Ցույց է տրվել, որ PDMS-ի ենթաշերտի միկրոկառուցվածքային մակերեսը համապատասխանաբար պատված է պղնձով (Լրացուցիչ նկար 2):EGaIn-ի ժամանակից կախված կոնտակտային անկյունները նախշավոր և հարթ պղնձով ցրված PDMS-ի վրա (Cu/PDMS) ներկայացված են Նկ.1բ.EGaIn-ի շփման անկյունը նախշավոր պղնձի/PDMS-ի վրա նվազում է մինչև 0° ~1 րոպեի ընթացքում:EGaIn միկրոկառուցվածքների բարելավված թրջումը կարող է օգտագործվել Վենցելի հավասարման միջոցով\({{{\rm{cos}}}}}}\,{\theta}_{{rough}}=r\,{{ {{{{{ \rm{ cos}}}}}}\,{\theta}_{0}\), որտեղ \({\theta}_{{կոպիտ}}\) ներկայացնում է կոպիտ մակերեսի շփման անկյունը, \ (r \) Մակերեւույթի կոշտություն (= փաստացի տարածք/տեսանելի տարածք) և շփման անկյունը հարթության վրա \({\theta}_{0}\):Նախշավոր մակերևույթների վրա EGaIn-ի ուժեղացված թրջման արդյունքները լավ համընկնում են Wenzel մոդելի հետ, քանի որ հետևի և բրգաձև նախշերով մակերևույթների r արժեքները համապատասխանաբար 1,78 և 1,73 են:Սա նաև նշանակում է, որ EGaIn-ի կաթիլը, որը գտնվում է նախշավոր մակերեսի վրա, կներթափանցի հիմքում ընկած ռելիեֆի ակոսները:Կարևոր է նշել, որ այս դեպքում ձևավորվում են շատ միատեսակ հարթ թաղանթներ, ի տարբերություն EGaIn-ի դեպքի՝ չկառուցված մակերեսների վրա (Լրացուցիչ նկար 1):
Սկսած թզ.1c,d (Լրացուցիչ ֆիլմ 1) կարելի է տեսնել, որ 30 վրկ հետո, երբ ակնհայտ շփման անկյունը մոտենում է 0°-ին, EGaIn-ը սկսում է ավելի հեռու տարածվել կաթիլի եզրից, որն առաջանում է կլանման հետևանքով (Լրացուցիչ ֆիլմ 2 և լրացուցիչ Նկար 3):Հարթ մակերեսների նախորդ ուսումնասիրությունները կապում էին ռեակտիվ թրջման ժամանակային սանդղակը իներցիոնից մածուցիկ թրջման անցման հետ:Ռելիեֆի չափը հիմնական գործոններից մեկն է, որը որոշում է, թե արդյոք ինքնալիցքավորումը տեղի է ունենում:Համեմատելով մակերևույթի էներգիան ներծծումից առաջ և հետո թերմոդինամիկական տեսանկյունից՝ ստացվել է ներծծման \({\theta}_{c}\) շփման կրիտիկական անկյունը (մանրամասների համար տե՛ս Լրացուցիչ քննարկում):Արդյունքը \({\theta}_{c}\) սահմանվում է որպես \({{{({\rm{cos))))))\,{\theta}_{c}=(1-{\ phi } _{S})/(r-{\phi}_{S})\) որտեղ \({\phi}_{s}\) ներկայացնում է կոտորակային տարածքը գրառման վերևում և \(r\): ) ներկայացնում է մակերեսի կոշտությունը: Ներծծումը կարող է առաջանալ, երբ \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), այսինքն, շփման անկյունը հարթ մակերեսի վրա: Ներծծումը կարող է առաջանալ, երբ \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), այսինքն, շփման անկյունը հարթ մակերեսի վրա: Впитывание может происходить, когда \ ({\ theta } _ {c} \) > \ ({\ theta } _ {0} \), т.է.контактный угол на плоской поверхности. Կլանումը կարող է առաջանալ, երբ \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), այսինքն հարթ մակերեսի վրա շփման անկյունը:当\({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\)，即平面上的接触角时，会发生吸吸。当\({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\)，即平面上的接触角时，会发生吸吸。 Всасывание происходит, когда \ ({\ theta} _ {c} \) > \ ({\ theta} _ {0} \), контактный угол на плоскости։ Ներծծումը տեղի է ունենում, երբ \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), շփման անկյունը հարթության վրա:Հետնախշերով մակերևույթների համար \(r\) և \({\phi}_{s}\) հաշվարկվում են որպես \(1+\{(2\pi {RH})/{d}^{2} \ } \ ) և \(\pi {R}^{2}/{d}^{2}\), որտեղ \(R\) ներկայացնում է սյունակի շառավիղը, \(H\) ներկայացնում է սյունակի բարձրությունը և \ ( դ\) երկու սյուների կենտրոնների միջև եղած հեռավորությունն է (նկ. 1ա):Հետկառուցվածքային մակերեսի համար նկ.1a, անկյունը \({\theta}_{c}\) 60° է, որն ավելի մեծ է, քան \({\theta}_{0}\) հարթությունը (~25° ) HCl գոլորշիներում առանց օքսիդի EGaIn Cu/PDMS-ի վրա:Հետևաբար, EGaIn-ի կաթիլները հեշտությամբ կարող են ներխուժել նկ. 1ա-ի կառուցվածքային պղնձի նստվածքի մակերես՝ կլանման պատճառով:
Նախշի տեղագրական չափի ազդեցությունը EGaIn-ի թրջման և կլանման վրա ուսումնասիրելու համար մենք փոփոխեցինք պղնձապատ սյուների չափերը:Նկ.2-ը ցույց է տալիս այս ենթաշերտերի վրա EGaIn-ի շփման անկյունները և կլանումը:Սյունակների միջև l հեռավորությունը հավասար է D սյունակների տրամագծին և տատանվում է 25-ից մինչև 200 մկմ:25 մկմ բարձրությունը հաստատուն է բոլոր սյուների համար:\({\theta}_{c}\) նվազում է սյունակի չափի մեծացմամբ (Աղյուսակ 1), ինչը նշանակում է, որ ավելի մեծ սյուներով ենթաշերտերի վրա կլանումը ավելի քիչ հավանական է:Փորձարկված բոլոր չափերի համար \({\theta}_{c}\)-ն ավելի մեծ է, քան \({\theta}_{0}\)-ը, և ակնկալվում է, որ թուլացումը:Այնուամենայնիվ, կլանումը հազվադեպ է նկատվում հետնախշերով l և D 200 մկմ մակերեսների համար (նկ. 2e):
EGaIn-ի ժամանակից կախված կոնտակտային անկյունը Cu/PDMS մակերևույթի վրա տարբեր չափերի սյունակներով HCl գոլորշու ազդեցությունից հետո:b–e EGaIn թրջման վերին և կողային տեսքերը:b D = l = 25 մկմ, r = 1,78:D = l = 50 մկմ, r = 1,39:dD = l = 100 մկմ, r = 1,20:eD = l = 200 մկմ, r = 1.10:Բոլոր սյունակներն ունեն 25 մկմ բարձրություն:Այս նկարներն արվել են HCl գոլորշու ազդեցությունից առնվազն 15 րոպե անց:EGaIn-ի վրա կաթիլները ջուր են, որոնք առաջանում են գալիումի օքսիդի և HCl գոլորշու ռեակցիայի արդյունքում:Բոլոր սանդղակները (b – e) 2 մմ են:
Հեղուկի կլանման հավանականությունը որոշելու մեկ այլ չափանիշ է հեղուկի ամրացումը մակերեսի վրա նախշը կիրառելուց հետո:Կուրբինը և այլն:Զեկուցվել է, որ երբ (1) սյուները բավական բարձր են, կաթիլները կլանվեն նախշավոր մակերեսով.(2) սյուների միջև հեռավորությունը բավականին փոքր է.և (3) մակերեսի վրա հեղուկի շփման անկյունը բավականաչափ փոքր է42:Թվային առումով հեղուկի \({\theta}_{0}\) հարթության վրա, որը պարունակում է միևնույն ենթաշերտի նյութը, պետք է պակաս լինի ամրացման համար կապի կրիտիկական անկյունից, \({\theta}_{c,{pin)) } \ ), կլանման համար՝ առանց փակցնելու գրառումների միջև, որտեղ \({\theta}_{c,{pin}}={{{{\rm{arctan}}}}}}(H/\big \{ ( \ sqrt {2}-1)l\big\})\) (մանրամասների համար տե՛ս լրացուցիչ քննարկում):\({\theta}_{c,{pin}}\) արժեքը կախված է փին չափից (Աղյուսակ 1):Որոշեք առանց հարթության L = l/H պարամետրը՝ դատելու համար, թե արդյոք տեղի է ունենում կլանումը:Կլանման համար L-ն պետք է փոքր լինի շեմային ստանդարտից, \({L}_{c}\) = 1/\(\big\{\big(\sqrt{2}-1\big){{\tan} } { \ theta}_{{0}}\large\}\).EGaIn-ի համար \(({\theta}_{0}={25}^{\circ})\) պղնձի հիմքի վրա \({L}_{c}\) 5.2 է:Քանի որ 200 մկմ L սյունակը 8 է, ինչը մեծ է \({L}_{c}\) արժեքից, EGaIn-ի կլանումը տեղի չի ունենում:Երկրաչափության ազդեցությունը հետագայում ստուգելու համար մենք դիտարկեցինք տարբեր H և l-ի ինքնասպասարկում (Լրացուցիչ Նկար 5 և Լրացուցիչ Աղյուսակ 1):Արդյունքները լավ համընկնում են մեր հաշվարկների հետ։Այսպիսով, L-ն ստացվում է կլանման արդյունավետ կանխատեսող;հեղուկ մետաղը դադարում է կլանել ամրացման պատճառով, երբ սյուների միջև հեռավորությունը համեմատաբար մեծ է սյուների բարձրության համեմատ:
Խոնավությունը կարող է որոշվել՝ հիմնվելով ենթաշերտի մակերեսային կազմի վրա:Մենք ուսումնասիրել ենք մակերևույթի բաղադրության ազդեցությունը EGaIn-ի թրջման և կլանման վրա՝ Si-ի և Cu-ի համատեղ ավանդադրմամբ սյուների և հարթությունների վրա (Լրացուցիչ նկար 6):EGaIn կոնտակտային անկյունը նվազում է ~160°-ից մինչև ~80°, քանի որ Si/Cu երկուական մակերեսը աճում է 0-ից մինչև 75% հարթ պղնձի պարունակության դեպքում:75% Cu/25% Si մակերեսի համար \({\theta}_{0}\)-ը ~80° է, որը համապատասխանում է \({L}_{c}\)-ին, որը հավասար է 0,43-ի՝ վերը նշված սահմանման համաձայն: .Քանի որ l = H = 25 մկմ սյունակները, որոնց L-ը հավասար է \({L}_{c}\) շեմից 1-ով մեծ, 75% Cu/25% Si մակերեսը ձևավորումից հետո չի կլանում անշարժացման պատճառով:Քանի որ EGaIn-ի կոնտակտային անկյունը մեծանում է Si-ի ավելացման հետ մեկտեղ, ավելի բարձր H կամ ավելի ցածր l պահանջվում է պինդինգը և ներծծումը հաղթահարելու համար:Հետևաբար, քանի որ շփման անկյունը (այսինքն \({\theta}_{0}\)) կախված է մակերեսի քիմիական բաղադրությունից, այն կարող է նաև որոշել, թե արդյոք ներծծումը տեղի է ունենում միկրոկառուցվածքում:
EGa Նախշավոր պղնձի/PDMS-ի վրա կլանումը կարող է թրջել հեղուկ մետաղը օգտակար նախշերով:Ներծծում առաջացնող սյունակային գծերի նվազագույն քանակը գնահատելու համար EGaIn-ի թրջող հատկությունները դիտարկվել են Cu/PDMS-ի վրա՝ հետպատկերային գծերով, որոնք պարունակում են տարբեր սյունակների տողեր 1-ից մինչև 101 (նկ. 3):Թրջումը հիմնականում տեղի է ունենում հետպատկերային շրջանում։EGaIn փաթաթումը հուսալիորեն նկատվել է, և սյունակների տողերի քանակի հետ ավելացել է փաթաթման երկարությունը:Կլանումը գրեթե երբեք տեղի չի ունենում, երբ կան երկու կամ պակաս տողերով գրառումներ:Դա կարող է պայմանավորված լինել մազանոթային ճնշման բարձրացմամբ:Որպեսզի կլանումը տեղի ունենա սյունաձև ձևով, պետք է հաղթահարվի EGaIn գլխի կորության հետևանքով առաջացած մազանոթային ճնշումը (Լրացուցիչ նկար 7):Ենթադրելով 12,5 մկմ կորության շառավիղ՝ սյունաձև նախշով մեկ շարքի EGaIn գլխի համար, մազանոթային ճնշումը ~0,98 ատմ է (~740 Torr):Այս բարձր Laplace ճնշումը կարող է կանխել EGaIn-ի կլանման հետևանքով առաջացած թրջումը:Բացի այդ, սյունակների ավելի քիչ շարքերը կարող են նվազեցնել կլանման ուժը, որը պայմանավորված է EGaIn-ի և սյունակների միջև մազանոթային գործողությամբ:
a EGaIn-ի կաթիլներ կառուցվածքային Cu/PDMS-ի վրա՝ տարբեր լայնությունների (w) նախշերով օդում (մինչև HCl գոլորշիների ազդեցությունը):Դարակների շարքեր՝ սկսած վերևից՝ 101 (w = 5025 μm), 51 (w = 2525 մկմ), 21 (w = 1025 մկմ) և 11 (w = 525 մկմ):բ EGaIn-ի ուղղորդված թրջումը (ա) 10 րոպե HCl գոլորշու ազդեցության տակ մնալուց հետո:c, d EGaIn-ի թրջումը Cu/PDMS-ի վրա սյունաձև կառուցվածքներով (գ) երկու շարք (w = 75 մկմ) և (դ) մեկ տող (w = 25 մկմ):Այս պատկերներն արվել են HCl գոլորշու ազդեցությունից 10 րոպե անց:(a, b) և (c, d) սանդղակները համապատասխանաբար 5 մմ և 200 մկմ են:(c)-ի սլաքները ցույց են տալիս EGaIn գլխի կորությունը կլանման պատճառով:
EGaIn-ի կլանումը հետպատկերավոր Cu/PDMS-ում թույլ է տալիս EGaIn-ը ձևավորվել ընտրովի թրջման միջոցով (նկ. 4):Երբ EGaIn-ի մի կաթիլը տեղադրվում է նախշավոր տարածքի վրա և ենթարկվում է HCl գոլորշու ազդեցությանը, EGaIn կաթիլը առաջինը փլուզվում է՝ ձևավորելով շփման փոքր անկյուն, երբ թթուն հեռացնում է մասշտաբները:Հետագայում կլանումը սկսվում է կաթիլների եզրից:Խոշոր տարածքի ձևավորումը կարելի է ձեռք բերել սանտիմետրային մասշտաբով EGaIn-ից (նկ. 4ա, գ):Քանի որ կլանումը տեղի է ունենում միայն տեղագրական մակերեսի վրա, EGaIn-ը միայն թրջում է օրինաչափության տարածքը և գրեթե դադարում է թրջվել, երբ այն հասնում է հարթ մակերեսին:Հետևաբար նկատվում են EGaIn օրինաչափությունների կտրուկ սահմաններ (նկ. 4d, e):Նկ.4b-ը ցույց է տալիս, թե ինչպես է EGaIn-ը ներխուժում չկառուցված տարածք, հատկապես այն վայրի շուրջ, որտեղ սկզբնապես տեղադրվել է EGaIn կաթիլը:Դա պայմանավորված էր նրանով, որ այս հետազոտության մեջ օգտագործված EGaIn կաթիլների ամենափոքր տրամագիծը գերազանցում էր նախշավոր տառերի լայնությունը:EGaIn-ի կաթիլները տեղադրվել են օրինաչափության վայրում՝ ձեռքով ներարկվելով 27-G ասեղի և ներարկիչի միջոցով, ինչի արդյունքում կաթիլներ են հայտնվել նվազագույն չափով 1 մմ:Այս խնդիրը կարելի է լուծել՝ օգտագործելով ավելի փոքր EGaIn կաթիլներ:Ընդհանուր առմամբ, Նկար 4-ը ցույց է տալիս, որ EGaIn-ի ինքնաբուխ թրջումը կարող է առաջանալ և ուղղվել դեպի միկրոկառուցվածքային մակերեսներ:Համեմատած նախորդ աշխատանքների հետ՝ այս թրջման գործընթացը համեմատաբար արագ է և արտաքին ուժ չի պահանջվում ամբողջական թրջվելու համար (Լրացուցիչ Աղյուսակ 2):
համալսարանի զինանշանը, b, c տառը կայծակի տեսքով:Ներծծող տարածքը ծածկված է D = l = 25 մկմ սյունակների զանգվածով:դ, կողոսկրերի մեծացված պատկերներ e (c):(a–c) և (d, e) սանդղակները համապատասխանաբար 5 մմ և 500 մկմ են:Գալիումի օքսիդի և HCl գոլորշու ռեակցիայի արդյունքում (c–e) մակերեսի վրա փոքր կաթիլները կլանումից հետո վերածվում են ջրի:Թրջման վրա ջրի գոյացման էական ազդեցություն չի նկատվել:Ջուրը հեշտությամբ հեռացվում է պարզ չորացման գործընթացով:
EGaIn-ի հեղուկ բնույթի պատճառով EGaIn ծածկված Cu/PDMS (EGaIn/Cu/PDMS) կարող է օգտագործվել ճկուն և ձգվող էլեկտրոդների համար:Նկար 5ա-ն համեմատում է սկզբնական Cu/PDMS-ի և EGaIn/Cu/PDMS-ի դիմադրության փոփոխությունները տարբեր բեռների տակ:Cu/PDMS-ի դիմադրությունը լարվածության մեջ կտրուկ բարձրանում է, մինչդեռ EGaIn/Cu/PDMS-ի դիմադրությունը լարվածության մեջ մնում է ցածր:Նկ.5b և d ցույց են տալիս SEM պատկերները և չմշակված Cu/PDMS-ի և EGaIn/Cu/PDMS-ի համապատասխան EMF տվյալները լարման կիրառումից առաջ և հետո:Անձեռնմխելի Cu/PDMS-ի դեպքում դեֆորմացիան կարող է առաջացնել ճաքեր կոշտ Cu թաղանթում, որը դրված է PDMS-ի վրա՝ առաձգականության անհամապատասխանության պատճառով:Ի հակադրություն, EGaIn/Cu/PDMS-ի համար EGaIn-ը դեռ լավ պատում է Cu/PDMS ենթաշերտը և պահպանում է էլեկտրական շարունակականությունը՝ առանց որևէ ճաքերի կամ էական դեֆորմացիայի, նույնիսկ լարվածությունից հետո:EDS-ի տվյալները հաստատեցին, որ EGaIn-ից գալիումը և ինդիումը հավասարաչափ բաշխված էին Cu/PDMS սուբստրատի վրա:Հատկանշական է, որ EGaIn թաղանթի հաստությունը նույնն է և համեմատելի է սյուների բարձրության հետ։ Սա հաստատվում է նաև հետագա տեղագրական վերլուծությամբ, որտեղ EGaIn թաղանթի հաստության և սյունակի բարձրության հարաբերական տարբերությունը <10% է (Լրացուցիչ Նկ. 8 և Աղյուսակ 3): Սա հաստատվում է նաև հետագա տեղագրական վերլուծությամբ, որտեղ EGaIn թաղանթի հաստության և սյունակի բարձրության հարաբերական տարբերությունը <10% է (Լրացուցիչ Նկ. 8 և Աղյուսակ 3): Это также подтверждается дальнейшим топографическим анализом, где относительная разница между толщиной пленки EGaIn եւ высотой столба կազմված է <10% (կատարյալ ris. 8 եւ таб). Սա հաստատվում է նաև հետագա տեղագրական վերլուծությամբ, որտեղ EGaIn թաղանթի հաստության և սյունակի բարձրության հարաբերական տարբերությունը <10% է (Լրացուցիչ Նկ. 8 և Աղյուսակ 3):进一步的形貌分析也证实了这一点，其中EGaIn 8 և 3): <10% Это также было подтверждено дальнейшим топографическим анализом, որտեղ относительная разница между толщиной пленки EGaIn եւ высотой столба կազմված է <10% (կատարյալ ris. 83 եւ). Սա հաստատվել է նաև հետագա տեղագրական վերլուծությամբ, որտեղ EGaIn թաղանթի հաստության և սյունակի բարձրության հարաբերական տարբերությունը եղել է <10% (Լրացուցիչ Նկ. 8 և Աղյուսակ 3):Այս ներծծման վրա հիմնված թրջումը թույլ է տալիս EGaIn ծածկույթների հաստությունը լավ վերահսկել և կայուն պահել մեծ տարածքներում, ինչը այլապես դժվար է իր հեղուկ բնույթի պատճառով:Նկարներ 5c և e համեմատում են սկզբնական Cu/PDMS-ի և EGaIn/Cu/PDMS-ի հաղորդունակությունն ու դիմադրությունը դեֆորմացմանը:Դեմոյում լուսադիոդը միանում էր անձեռնմխելի Cu/PDMS կամ EGaIn/Cu/PDMS էլեկտրոդներին միանալիս:Երբ անձեռնմխելի Cu/PDMS-ը ձգվում է, LED-ն անջատվում է:Այնուամենայնիվ, EGaIn/Cu/PDMS էլեկտրոդները մնացին էլեկտրականորեն միացված նույնիսկ ծանրաբեռնվածության տակ, և LED լույսը միայն մի փոքր մթագրեց էլեկտրոդի դիմադրության բարձրացման պատճառով:
Նորմալացված դիմադրությունը փոխվում է Cu/PDMS-ի և EGaIn/Cu/PDMS-ի բեռի ավելացման հետ:b, d SEM պատկերներ և էներգիայի ցրման ռենտգենյան սպեկտրոսկոպիա (EDS) վերլուծություն (վերևում) և հետո (ներքևում) պոլիդիպլեքսներից, որոնք բեռնված են (բ) Cu/PDMS և (դ) EGaIn/Cu/մեթիլսիլոքսան:c, e LED-ները կցված են (c) Cu/PDMS-ին և (e) EGaIn/Cu/PDMS-ին մինչև (վերևում) և հետո (ներքև) ձգվելը (~30% սթրես):(b) և (d) սանդղակի սանդղակը 50 մկմ է:
Նկ.6a-ը ցույց է տալիս EGaIn/Cu/PDMS-ի դիմադրությունը՝ որպես լարվածության ֆունկցիա 0%-ից մինչև 70%:Դիմադրության աճը և վերականգնումը համաչափ է դեֆորմացմանը, որը լավ համահունչ է Պույեի օրենքին չսեղմվող նյութերի համար (R/R0 = (1 + ε)2), որտեղ R-ը դիմադրություն է, R0-ը՝ սկզբնական դիմադրություն, ε՝ լարում 43։ Այլ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ երբ ձգվում են, հեղուկ միջավայրում պինդ մասնիկները կարող են վերադասավորվել և ավելի հավասարաչափ բաշխվել ավելի լավ համախմբվածությամբ՝ դրանով իսկ նվազեցնելով 43, 44 դիմադրության աճը: Այս աշխատանքում, սակայն, հաղորդիչը ծավալով ավելի քան 99% հեղուկ մետաղ է, քանի որ Cu թաղանթները ունեն ընդամենը 100 նմ հաստություն: Այս աշխատանքում, սակայն, հաղորդիչը ծավալով ավելի քան 99% հեղուկ մետաղ է, քանի որ Cu թաղանթները ունեն ընդամենը 100 նմ հաստություն: Однако в этой работе проводник բաղկացած է >99% жидкого металла по объему, так как пленки Cu имеют толщину всего 100 նմ. Այնուամենայնիվ, այս աշխատանքում հաղորդիչը բաղկացած է ծավալային հեղուկ մետաղից >99%-ից, քանի որ Cu թաղանթները ունեն ընդամենը 100 նմ հաստություն:然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 նմ 厚，因此导体是>99% 的液有100 նմ然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 նմ 厚，因此导体是>99%Այնուամենայնիվ, այս աշխատանքում, քանի որ Cu ֆիլմը ունի ընդամենը 100 նմ հաստություն, հաղորդիչը բաղկացած է ավելի քան 99% հեղուկ մետաղից (ըստ ծավալի):Հետևաբար, մենք չենք ակնկալում, որ Cu-ն էական ներդրում կունենա հաղորդիչների էլեկտրամեխանիկական հատկությունների վրա:
EGaIn/Cu/PDMS դիմադրության նորմալացված փոփոխություն 0–70% միջակայքում լարվածության նկատմամբ։Մինչև PDMS-ի ձախողումը ձեռք բերված առավելագույն սթրեսը 70% էր (Լրացուցիչ նկար 9):Կարմիր կետերը տեսական արժեքներ են, որոնք կանխատեսվում են Պուետի օրենքով:b EGaIn/Cu/PDMS հաղորդունակության կայունության փորձարկում կրկնվող ձգվող-ձգվող ցիկլերի ժամանակ:Ցիկլային փորձարկման ժամանակ օգտագործվել է 30% շտամ:Ներդիրի սանդղակը 0,5 սմ է:L-ն EGaIn/Cu/PDMS-ի սկզբնական երկարությունն է մինչև ձգվելը:
Չափման գործակիցը (GF) արտահայտում է սենսորի զգայունությունը և սահմանվում է որպես դիմադրության փոփոխության հարաբերակցություն լարման փոփոխությանը45:GF-ն աճել է 1.7-ից 10% լարման դեպքում մինչև 2.6 70% լարման դեպքում մետաղի երկրաչափական փոփոխության պատճառով:Համեմատած այլ լարման չափիչների՝ GF EGaIn/Cu/PDMS արժեքը չափավոր է:Որպես սենսոր, թեև նրա GF-ն կարող է առանձնապես բարձր չլինել, EGaIn/Cu/PDMS-ն ցուցադրում է դիմադրության կայուն փոփոխություն՝ ի պատասխան ազդանշանի և աղմուկի հարաբերակցության ցածր բեռի:EGaIn/Cu/PDMS-ի հաղորդունակության կայունությունը գնահատելու համար էլեկտրական դիմադրությունը մշտադիտարկվել է ձգվող ձգվող ցիկլերի ընթացքում 30% լարման դեպքում:Ինչպես ցույց է տրված նկ.6b, 4000 ձգվող ցիկլերից հետո դիմադրության արժեքը մնացել է 10%-ի սահմաններում, ինչը կարող է պայմանավորված լինել կրկնվող ձգվող ցիկլերի ընթացքում մասշտաբի շարունակական ձևավորմամբ46:Այսպիսով, հաստատվել են EGaIn/Cu/PDMS-ի երկարաժամկետ էլեկտրական կայունությունը որպես ձգվող էլեկտրոդի և ազդանշանի հուսալիությունը որպես լարման չափիչ:
Այս հոդվածում մենք քննարկում ենք GaLM-ի բարելավված խոնավեցման հատկությունները միկրոկառուցվածքային մետաղական մակերեսների վրա, որոնք առաջացել են ներթափանցումից:EGaIn-ի ինքնաբուխ ամբողջական թրջումը ձեռք է բերվել սյունաձև և բրգաձև մետաղական մակերեսների վրա՝ HCl գոլորշու առկայության դեպքում:Սա կարելի է թվային կերպով բացատրել՝ հիմնվելով Վենզելի մոդելի և թրջման գործընթացի վրա, որը ցույց է տալիս հետմիկրոկառուցվածքի չափը, որն անհրաժեշտ է թրթռումից առաջացած թրջման համար:EGaIn-ի ինքնաբուխ և ընտրովի թրջումը, որն առաջնորդվում է միկրոկառուցվածքային մետաղական մակերեսով, հնարավորություն է տալիս միատեսակ ծածկույթներ կիրառել մեծ տարածքների վրա և ձևավորել հեղուկ մետաղի նախշեր:EGaIn-պատված Cu/PDMS ենթաշերտերը պահպանում են էլեկտրական միացումները նույնիսկ երբ ձգվում են և կրկնվող ձգվող ցիկլերից հետո, ինչպես հաստատվում է SEM, EDS և էլեկտրական դիմադրության չափումներով:Բացի այդ, EGaIn-ով պատված Cu/PDMS-ի էլեկտրական դիմադրությունը շրջելիորեն և հուսալիորեն փոխվում է կիրառվող լարման համեմատ, ինչը ցույց է տալիս դրա հնարավոր կիրառումը որպես լարվածության սենսոր:Հեղուկ մետաղի թրջման սկզբունքով տրված հնարավոր առավելությունները, որոնք առաջանում են ներծծման հետևանքով, հետևյալն են.(2) GaLM թրջումը պղնձով պատված միկրոկառուցվածքի մակերեսի վրա թերմոդինամիկ է:ստացված GaLM թաղանթը կայուն է նույնիսկ դեֆորմացիայի դեպքում.(3) փոխելով պղնձապատ սյունակի բարձրությունը, կարող է ձևավորվել վերահսկվող հաստությամբ GaLM թաղանթ:Բացի այդ, այս մոտեցումը նվազեցնում է ֆիլմի ձևավորման համար անհրաժեշտ GaLM-ի քանակը, քանի որ սյուները զբաղեցնում են ֆիլմի մի մասը:Օրինակ, երբ ներկայացվում է 200 մկմ տրամագծով սյուների զանգված (25 մկմ սյուների միջև հեռավորությամբ), ֆիլմի ձևավորման համար պահանջվող GaLM-ի ծավալը (~ 9 μm3/μm2) համեմատելի է առանց թաղանթի ծավալի։ սյուներ.(25 մկմ3/մկմ2):Սակայն այս դեպքում պետք է հաշվի առնել, որ Պուետի օրենքի համաձայն գնահատված տեսական դիմադրությունը նույնպես աճում է ինը անգամ։Ընդհանուր առմամբ, այս հոդվածում քննարկված հեղուկ մետաղների եզակի թրջող հատկությունները արդյունավետ միջոց են առաջարկում հեղուկ մետաղները տեղավորելու տարբեր հիմքերի վրա՝ ձգվող էլեկտրոնիկայի և այլ զարգացող կիրառությունների համար:
PDMS սուբստրատները պատրաստվել են Sylgard 184 մատրիցը (Դոու Քորնինգ, ԱՄՆ) և կարծրացուցիչը 10:1 և 15:1 հարաբերակցությամբ խառնելով առաձգական փորձարկումների համար, որին հաջորդում է կարծրացում ջեռոցում 60°C ջերմաստիճանում:Պղինձը կամ սիլիցիումը նստեցվել է սիլիկոնային վաֆլիների (Silicon Wafer, Namkang High Technology Co., Ltd., Կորեայի Հանրապետություն) և PDMS ենթաշերտերի վրա՝ 10 նմ հաստությամբ տիտանի սոսինձային շերտով, օգտագործելով հատուկ ցողման համակարգ:Սյունաձև և բրգաձև կառուցվածքները տեղադրվում են PDMS սուբստրատի վրա՝ օգտագործելով սիլիկոնային վաֆլի ֆոտոլիտոգրաֆիկ պրոցեսը:Բուրգաձեւ նախշի լայնությունը և բարձրությունը համապատասխանաբար 25 և 18 մկմ են:Ձողաձողի բարձրությունը ֆիքսվել է 25 մկմ, 10 մկմ և 1 մկմ, իսկ տրամագիծն ու բարձրությունը տատանվում են 25-ից մինչև 200 մկմ:
EGaIn-ի կոնտակտային անկյունը (գալիում 75,5%/ինդիում 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Կորեայի Հանրապետություն) չափվել է կաթիլաձև անալիզատորի միջոցով (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): EGaIn-ի կոնտակտային անկյունը (գալիում 75,5%/ինդիում 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Կորեայի Հանրապետություն) չափվել է կաթիլաձև անալիզատորի միջոցով (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): Краевой угол EGaIn (галлий 75,5 %/индий 24,5 %, >99,99 %, Sigma Aldrich, Respublika Korea) измеряли с помощью каплевидного վերլուծություն (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): EGaIn-ի եզրային անկյունը (գալիում 75,5%/ինդիում 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Կորեայի Հանրապետություն) չափվել է կաթիլային անալիզատորի միջոցով (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): EGaIn (75.5%/铟24.5%);测量. EGaIn (գալիում 75,5%/ինդիում 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, 大韩民国) չափվել է կոնտակտային անալիզատորի միջոցով (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): Краевой угол EGaIn (галлий 75,5%/индий 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Հարավային Կորեա) измеряли с помощью анализатора формы капли (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա): EGaIn-ի եզրային անկյունը (գալիում 75,5%/ինդիում 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Կորեայի Հանրապետություն) չափվել է ձևի գլխարկի անալիզատորի միջոցով (DSA100S, KRUSS, Գերմանիա):Տեղադրեք ենթաշերտը 5 սմ × 5 սմ × 5 սմ ապակե խցիկում և 4–5 մկլ EGaIn կաթիլը դրեք ենթաշերտի վրա՝ օգտագործելով 0,5 մմ տրամագծով ներարկիչ:HCl գոլորշի միջավայր ստեղծելու համար 20 μL HCl լուծույթ (37 wt.%, Samchun Chemicals, Korea Republic) տեղադրվել է ենթաշերտի կողքին, որը գոլորշիացվել է այնքան, որ խցիկը լցնի 10 վայրկյանում:
Մակերեւույթը պատկերվել է SEM-ի միջոցով (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Korea Republic):EDS (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Korea Republic) օգտագործվել է տարրական որակական վերլուծության և բաշխման ուսումնասիրության համար:EGaIn/Cu/PDMS մակերեսային տեղագրությունը վերլուծվել է օպտիկական պրոֆիլաչափի միջոցով (The Profilm3D, Filmetrics, ԱՄՆ):
Ձգվող ցիկլերի ընթացքում էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխությունը ուսումնասիրելու համար EGaIn-ով և առանց նմուշները սեղմվեցին ձգվող սարքավորումների վրա (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Կորեայի Հանրապետություն) և էլեկտրականորեն միացվեցին Keithley 2400 աղբյուրի հաշվիչին: Ձգվող ցիկլերի ընթացքում էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխությունը ուսումնասիրելու համար EGaIn-ով և առանց նմուշները սեղմվեցին ձգվող սարքավորումների վրա (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Կորեայի Հանրապետություն) և էլեկտրականորեն միացվեցին Keithley 2400 աղբյուրի հաշվիչին: Для исследования изменения электропроводности во время циклов растяжения образцы с EGaIn եւ առանց նրա գաղտնալսման է оборудовании для растеяжения (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Respublica Исторический систем. Ձգվող ցիկլերի ընթացքում էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխությունը ուսումնասիրելու համար EGaIn-ով և առանց նմուշները տեղադրվեցին ձգվող սարքավորումների վրա (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Կորեայի Հանրապետություն) և էլեկտրականորեն միացվեցին Keithley 2400 աղբյուրի հաշվիչին:Ձգվող ցիկլերի ընթացքում էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխությունն ուսումնասիրելու համար EGaIn-ով և առանց նմուշները տեղադրվեցին ձգվող սարքի վրա (Bending and Stretching Machine Systems, SnM, Կորեայի Հանրապետություն) և էլեկտրականորեն միացվեցին Keithley 2400 SourceMeter-ին:Չափում է դիմադրության փոփոխությունը նմուշի լարվածության 0%-ից մինչև 70% միջակայքում:Կայունության թեստի համար դիմադրության փոփոխությունը չափվել է 4000 30% լարվածության ցիկլերի վրա:
Ուսումնասիրության նախագծման վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս այս հոդվածին կից Բնության ուսումնասիրության ամփոփագիրը:
Այս ուսումնասիրության արդյունքներին աջակցող տվյալները ներկայացված են Լրացուցիչ տեղեկատվության և հումքի ֆայլերում:Այս հոդվածը տրամադրում է բնօրինակ տվյալները:
Daeneke, T. et al.Հեղուկ մետաղներ՝ քիմիական հիմքեր և կիրառություններ.Քիմիական։հասարակությունը։47, 4073–4111 (2018):
Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD Գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական մասնիկների հատկանիշներ, արտադրություն և կիրառություններ: Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD Գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական մասնիկների հատկանիշներ, արտադրություն և կիրառություններ:Lin, Y., Genzer, J. and Dickey, MD Հատկություններ, գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական մասնիկների արտադրություն և կիրառում: Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD 镓基液态金属颗粒的属性、制造和应用。 Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MDLin, Y., Genzer, J. and Dickey, MD Հատկություններ, գալիումի վրա հիմնված հեղուկ մետաղական մասնիկների արտադրություն և կիրառում:Ընդլայնված գիտություն.7, 2000–192 (2020):
Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Դեպի բոլոր փափուկ նյութի սխեմաները. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Դեպի ամբողջովին փափուկ նյութի սխեմաներ.Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD, and Velev, OD Ամբողջությամբ փափուկ նյութից կազմված սխեմաների. Մեմրիստորի բնութագրիչներով քվազիհեղուկ սարքերի նախատիպեր: Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD 走向全软物质电路：具有忆阻器特性的准液体设备原型。 Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, ODKoo, HJ, So, JH, Dickey, MD և Velev, OD Towards Circuits All Soft Matter. Quasi-Fluid Devices with Memristor Properties:Ընդլայնված Մայր բուհի.23, 3559–3564 (2011):
Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK Հեղուկ մետաղական անջատիչներ էկոլոգիապես պատասխանատու էլեկտրոնիկայի համար: Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK Հեղուկ մետաղական անջատիչներ էկոլոգիապես պատասխանատու էլեկտրոնիկայի համար:Bilodo RA, Zemlyanov D.Yu., Kramer RK Հեղուկ մետաղական անջատիչներ էկոլոգիապես մաքուր էլեկտրոնիկայի համար: Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK 用于环境响应电子产品的液态金属开关。 Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RKBilodo RA, Zemlyanov D.Yu., Kramer RK Հեղուկ մետաղական անջատիչներ էկոլոգիապես մաքուր էլեկտրոնիկայի համար:Ընդլայնված Մայր բուհի.Ինտերֆեյս 4, 1600913 (2017):
Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD իոնային հոսանքի ուղղում փափուկ նյութի դիոդներում հեղուկ-մետաղական էլեկտրոդներով: Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD իոնային հոսանքի ուղղում փափուկ նյութի դիոդներում հեղուկ-մետաղական էլեկտրոդներով: Так, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ионное выпрямление тока в диодах из мягкого материјала с электродами из жидкого металла. Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD իոնային հոսանքի ուղղում փափուկ նյութի դիոդներում հեղուկ մետաղական էլեկտրոդներով: Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD 带液态金属电极的软物质二极管中的离子电流整流。 Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Так, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ионное выпрямление тока в диодах из мягкого материала с жидкометаллическими электродами. Այսպիսով, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD իոնային հոսանքի ուղղում փափուկ նյութի դիոդներում հեղուկ մետաղական էլեկտրոդներով:Ընդլայնված հնարավորություններ.Մայր բուհի.22, 625–631 (2012):
Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication բոլոր փափուկ և բարձր խտության էլեկտրոնային սարքերի համար, որոնք հիմնված են հեղուկ մետաղի վրա: Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication բոլոր փափուկ և բարձր խտության էլեկտրոնային սարքերի համար, որոնք հիմնված են հեղուկ մետաղի վրա:Kim, M.-G., Brown, DK and Brand, O. Nanofabrication բոլոր փափուկ և բարձր խտության հեղուկ մետաղի վրա հիմնված էլեկտրոնային սարքերի համար:Kim, M.-G., Brown, DK, and Brand, O. Հեղուկ մետաղի վրա հիմնված բարձր խտության, ամբողջովին փափուկ էլեկտրոնիկայի նանոպատրաստում:Ազգային կոմունա.11, 1–11 (2020):
Guo, R. et al.Cu-EGaIn-ը ընդարձակվող էլեկտրոնային թաղանթ է ինտերակտիվ էլեկտրոնիկայի և CT տեղայնացման համար:Մայր բուհի.Մակարդակ.7. 1845–1853 (2020).
Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted էլեկտրոնիկա. գերբարակ ձգվող Ag–In–Ga E-մաշկ կենսաէլեկտրոնիկայի և մարդ–մեքենա փոխազդեցության համար։ Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted էլեկտրոնիկա. գերբարակ ձգվող Ag–In–Ga E-մաշկ կենսաէլեկտրոնիկայի և մարդ–մեքենա փոխազդեցության համար։Lopez, PA, Paysana, H., De Almeida, AT, Majidi, K., and Tawakoli, M. Hydroprinting Electronics. Ag-In-Ga Ultrathin Stretchable Electronic Skin for Bioelectronics and Human-Machine փոխազդեցության համար: Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics. գերբարակ ձգվող Ag-In-Ga E-մաշկ բիոէլեկտրոնիկայի և մարդ-մեքենա փոխազդեցության համար: Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics. գերբարակ ձգվող Ag-In-Ga E-մաշկ բիոէլեկտրոնիկայի և մարդ-մեքենա փոխազդեցության համար:Lopez, PA, Paysana, H., De Almeida, AT, Majidi, K., and Tawakoli, M. Hydroprinting Electronics. Ag-In-Ga Ultrathin Stretchable Electronic Skin for Bioelectronics and Human-Machine փոխազդեցության համար:ACS
Yang, Y. et al.Ծայրահեղ առաձգական և մշակված եռաէլեկտրական նանոգեներատորներ, որոնք հիմնված են հեղուկ մետաղների վրա՝ կրելի էլեկտրոնիկայի համար:SAU Nano 12, 2027–2034 (2018):
Gao, K. et al.Սենյակային ջերմաստիճանում հեղուկ մետաղների վրա հիմնված գերձգվող սենսորների միկրոալիքային կառուցվածքների մշակում:գիտությունը։Հաշվետվություն 9, 1–8 (2019):
Chen, G. et al.EGaIn սուպերառաձգական կոմպոզիտային մանրաթելերը կարող են դիմակայել 500% առաձգական լարվածությանը և ունեն գերազանց էլեկտրական հաղորդունակություն կրելի էլեկտրոնիկայի համար:ACS-ը վերաբերում է մայր բուհին:Ինտերֆեյս 12, 6112–6118 (2020):
Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. Էվեկտիկական գալիում-ինդիումի ուղիղ միացում մետաղական էլեկտրոդին փափուկ սենսորային համակարգերի համար: Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. Էվեկտիկական գալիում-ինդիումի ուղիղ միացում մետաղական էլեկտրոդին փափուկ սենսորային համակարգերի համար:Kim, S., Oh, J., Jeon, D. and Bae, J. Էվեկտիկական գալիում-ինդիումի ուղղակի կապը մետաղական էլեկտրոդների հետ փափուկ զգայական համակարգերի համար: Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. 将共晶镓-铟直接连接到软传感器系统的金属电极。 Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. 就共晶գալիում-ինդիում մետաղական էլեկտրոդ ուղղակիորեն կցված է փափուկ սենսորային համակարգին:Kim, S., Oh, J., Jeon, D. and Bae, J. Էվեկտիկական գալիում-ինդիումի ուղղակի կապը մետաղական էլեկտրոդների հետ փափուկ սենսորային համակարգերի համար:ACS-ը վերաբերում է մայր բուհին:Ինտերֆեյս 11, 20557–20565 (2019):
Յուն, Գ. և այլք:Հեղուկ մետաղով լցված մագնիտոռեոլոգիական էլաստոմերներ՝ դրական պիեզոէլեկտրականությամբ։Ազգային կոմունա.10, 1–9 (2019):
Kim, KK Բարձր զգայուն և ձգվող բազմաչափ լարումաչափեր՝ նախալարված անիզոտրոպ մետաղական նանոլարերի ներթափանցման ցանցերով:Նանոլետ.15, 5240–5247 (2015):
Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. Ունիվերսալ ինքնավար ինքնաբուժվող էլաստոմեր՝ բարձր ձգվողությամբ: Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. Ունիվերսալ ինքնավար ինքնաբուժվող էլաստոմեր՝ բարձր ձգվողությամբ:Guo, H., Han, Yu., Zhao, W., Yang, J., and Zhang, L. Բարձր առաձգականությամբ բազմակողմանի ինքնաբուժող էլաստոմեր: Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. 具有高拉伸性的通用自主自愈弹性体。 Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L.Guo H., Han Yu, Zhao W., Yang J. և Zhang L. Բազմակողմանի օֆլայն ինքնաբուժվող բարձր առաձգական էլաստոմերներ:Ազգային կոմունա.11, 1–9 (2020):
Zhu X. et al.Ուլտրաքաշված մետաղական հաղորդիչ մանրաթելեր՝ օգտագործելով հեղուկ մետաղական խառնուրդի միջուկներ:Ընդլայնված հնարավորություններ.Մայր բուհի.23, 2308–2314 (2013):
Khan, J. et al.Հեղուկ մետաղալարի էլեկտրաքիմիական սեղմման ուսումնասիրություն.ACS-ը վերաբերում է մայր բուհին:Ինտերֆեյս 12, 31010–31020 (2020):
Lee H. et al.Հեղուկ մետաղի կաթիլների գոլորշիացումից առաջացած սինթրում բիոնանաթելերով՝ ճկուն էլեկտրական հաղորդունակության և արձագանքող ակտիվացման համար:Ազգային կոմունա.10, 1–9 (2019):
Dickey, MD et al.Էվեկտիկական գալիում-ինդիում (EGaIn). հեղուկ մետաղական խառնուրդ, որն օգտագործվում է սենյակային ջերմաստիճանում միկրոալիքներում կայուն կառուցվածքներ ձևավորելու համար:Ընդլայնված հնարավորություններ.Մայր բուհի.18, 1097–1104 (2008):
Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Հեղուկ մետաղի վրա հիմնված փափուկ ռոբոտաշինություն. նյութեր, դիզայն և կիրառություններ: Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Հեղուկ մետաղի վրա հիմնված փափուկ ռոբոտաշինություն. նյութեր, դիզայն և կիրառություններ:Wang, X., Guo, R. and Liu, J. Փափուկ ռոբոտաշինություն՝ հիմնված հեղուկ մետաղի վրա՝ նյութեր, շինարարություն և կիրառություններ։ Wang, X., Guo, R. & Liu, J. 基于液态金属的软机器人：材料、设计和应用。 Wang, X., Guo, R. & Liu, J. Հեղուկ մետաղի վրա հիմնված փափուկ ռոբոտներ. նյութեր, դիզայն և կիրառություններ:Wang, X., Guo, R. and Liu, J. Փափուկ ռոբոտներ, որոնք հիմնված են հեղուկ մետաղի վրա. նյութեր, շինարարություն և կիրառություններ:Ընդլայնված Մայր բուհի.տեխնոլոգիա 4, 1800549 (2019):