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光化学驱动液态金属弹珠运动现象的研究

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:光照处,光催化剂发生作用,双氧水快速分解,产生大量的气泡,气泡能推动液态金属弹珠向前滚动,如图7.9所示[6]。研究人员还发现[6],随着双氧水浓度的增加,弹珠滚动得越来越快,增强光照强度也能加速弹珠的运动。图7.9液态金属弹珠及其运动[6]a.SEM图像:镓铟锡金属球外包裹80 nm WO3纳米颗粒;b.运动示意图:纳米包裹液态金属弹珠在双氧水中由光驱动。

光化学驱动液态金属弹珠运动现象的研究

图7.8 液态金属液滴在浓度差下的形变

双氧水(H2O2)在催化条件下会分解成氧气和氢气,光催化剂氧化钛(TiO2)或氧化钨(WO3)能够加速这一分解反应。那么如果给液态金属小球穿上一层光催化剂WO3外衣会有什么奇妙的现象呢?让镓铟锡液态金属小球在WO3纳米堆里打个滚,便穿上了一层80 nm厚的纳米外套,形成液态金属纳米弹珠[6]。接着将弹珠放到双氧水中,从底部给液态金属的固定位置加以紫外线光照,液态金属弹珠仿佛被激活了。光照处,光催化剂发生作用,双氧水快速分解,产生大量的气泡,气泡能推动液态金属弹珠向前滚动,如图7.9所示[6]

研究人员还发现[6],随着双氧水浓度的增加,弹珠滚动得越来越快,增强光照强度也能加速弹珠的运动。另外,在光驱动下,小弹珠滚得比大弹珠要快。所以通过控制双氧水浓度、光照强度以及弹珠尺寸,可以控制弹珠的运动速度;通过调节光照位置,可以控制弹珠运动的方向。因此,在图7.9b系统中增设监测反馈装置,就可以让液态金属弹珠任由摆布了!(www.xing528.com)

图7.9 液态金属弹珠及其运动[6]

a.SEM图像:镓铟锡金属球外包裹80 nm WO3纳米颗粒;b.运动示意图:纳米包裹液态金属弹珠在双氧水中由光驱动。

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