Управляемое течение и манипулирование жидкими металлами

В настоящем обзоре обобщены подходы к управлению течением и манипулированию жидкими металлами на основе галлия (например, эвтектическим галлий-индиевым сплавом, EGaIn). В целом существует лишь несколько способов управления жидкостями, однако жидкие металлы обеспечивают широкие возможности управления благодаря своим свойствам: 1) отличной текучести; 2) регулируемому поверхностному натяжению; 3) электрически и химически управляемым поверхностным оксидам; 4) металлической электрической и тепловой проводимости; 5) способности образовывать сплавы с другими металлами (например, с магнитными частицами). Совокупность этих свойств позволяет жидким металлам демонстрировать управляемое течение в ограниченных микроканалах (направляемое течение) и при выходе из сопел (печатное течение), а также делает их восприимчивыми к различным энергетическим полям, включая электрические, магнитные, электромагнитные, волновые и световые поля. В результате управление течением и манипулирование жидкими металлами обеспечивают интересные морфологические изменения (например, образование капель/пробок, струй и волокон) и управляемое движение (например, прыжки, отскоки, направленное перемещение и вращение) жидких металлов, сопровождающиеся новыми гидродинамическими явлениями и практическими применениями, такими как мягкая электроника и робототехника. Цель настоящего обзора — предложить систематизированную выборочную схему и углублённое понимание методов управления формой и течением жидких металлов, тем самым стимулируя дальнейшие исследования и повышая интерес к данной теме.