电场对液态金属周期性搏动现象的影响

将镓铟锡合金置于2%NaOH溶液中，将连接电源正极的铂丝插入镓铟锡合金液滴中，另一电极连接负极且置于溶液中，通电，可观察到原本成球形液滴的镓铟合金液滴先延展为扁平，而后突然收缩回球形，之后再缓慢延展开，至一定程度后再次回缩。整个过程周而复始，就仿佛心脏跳动一般［18］。同为液态金属的汞在重铬酸钾溶液中也可观察到类似反应，这个反应被形象地称为“汞心脏”。

为了详细探究这一现象，笔者实验室曾对镓铟锡合金在不同溶液中的行为进行了考察。分别选取0.9%NaCl溶液及2%NaOH溶液进行实验，实验电压为1～20 V。当电压为5V时，可观察到镓铟锡合金液滴在2%NaOH溶液中的周期性“搏动”现象，即在一个周期中镓铟锡合金液滴接触角先逐渐减小后突然回复，液滴像心脏跳动一样运动。这种现象只在较低电压（1～8 V）下可观察到，随着电压升高，现象消失。在0.9%NaCl溶液未观察到此类现象。

这一现象如何解释呢？可以从镓铟锡合金表面的氧化膜入手进行解释。当通电时，镓铟合金表面发生了两种反应：一种反应是镓铟合金作为电解阳极发生了氧化反应，表面生成氧化物薄膜，表面张力大大减小，对基底的浸润性由不浸润变为了浸润，从而表现出铺展的性质；另一种反应则是生成的氧化物薄膜与作为介质的2%NaOH溶液反应，镓铟合金表面张力恢复。两者构成了一对振荡反应，造成了镓铟合金形态的周期性变化。(www.xing528.com)

这一性质使得液态金属可以像泵一样向外界提供动力，为微机电系统（micro-electro-mechanical system，MEMS）中的微泵制造、微型周期开关制造等提供了新的思路。