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Fa'aali atu se carousel e tolu fa'asolo i le taimi e tasi.Fa'aoga fa'amau muamua ma le soso'o e fa'agasolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi, pe fa'aoga fa'aa'a fa'asolo i le pito e fa'asolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi.
O iinei tatou te faʻaalia ai le faʻaogaina o mea faʻasusu, faʻafuaseʻi ma le filifilia o mea faʻafefe o uʻamea faʻafefe vai e faʻavae i luga o le uʻamea ma foliga faʻasolosolo microscale.gallium-based u'amea u'amea u'amea o ni mea ofoofogia ma le mata'utia o luga.O le mea lea, e faigata ona fausia i latou i ni ata manifinifi.O le susu atoa o le gallium ma le indium na maua i luga o le microstructured copper surface i luma o HCl vapors, lea na aveesea ai le oxide natura mai le u'amea vai.O lenei susū o lo'o fa'amatala fa'afuainumera e fa'atatau i le fa'ata'ita'iga a Wenzel ma le fa'agasologa o le osmosis, e fa'aalia ai o le tele o le microstructure e taua tele mo le fa'asusu lelei o metala vai.E le gata i lea, matou te faʻaalia o le susu faʻafuaseʻi o uʻamea vai e mafai ona faʻatonuina i luga o vaega microstructured i luga o le uʻamea e fai ai mamanu.O lenei faiga faigofie e tutusa lelei le ofuina ma faʻapipiʻi uʻamea vai i luga o vaega tetele e aunoa ma le malosi i fafo poʻo le lavelave o le taulimaina.Ua matou fa'aalia o mea fa'apipi'i fa'ameamea vai e tumau pea feso'ota'iga eletise e tusa lava pe fa'alo'alo ma pe a uma fo'i ta'amilosaga fa'alolo.
Gallium fa'avae u'amea u'amea (GaLM) ua tosina mai le tele o le gauai ona o latou uiga faatosina e pei o le maualalo o le liusuavai, conductivity eletise maualuga, viscosity maualalo ma tafe, maualalo toxicity ma deformability maualuga1,2.O le gallium mama e iai le mea liusuavai e tusa ma le 30 °C, ma pe a faʻafefiloi i mea eutectic faʻatasi ma nisi metala e pei o In ma Sn, o le mea faʻafefete e i lalo ifo o le vevela o le potu.O GaLM taua e lua o le gallium indium eutectic alloy (EGaIn, 75% Ga ma le 25% In i le mamafa, mea faʻafefete: 15.5 °C) ma le gallium indium tin eutectic alloy (GaInSn poʻo galinstan, 68.5% Ga, 21.5% In, ma le 10. % apa, mea liusuavai: ~11 °C)1.2.Ona o lo latou fa'aogaina o le eletise i le vaega vai, o lo'o su'esu'eina ma le malosi GaLM e pei o auala fa'aeletoroni fa'aletonu pe fa'aletonu mo fa'aoga eseese, e aofia ai fa'aeletonika3,4,5,6,7,8,9 fa'amalosi po'o fa'a'o'o'ai masini 10, 11, 12 , 13, 14 ma taʻitaʻia 15, 16, 17. O le fausiaina o ia masini e ala i le faʻapipiʻiina, lolomi, ma mamanu mai le GaLM e manaʻomia ai le malamalama ma le faʻatonutonuina o mea faʻafesoʻotaʻi o le GaLM ma lona mea faʻavae.GaLMs e maualuga le fa'alavelave (624 mNm-1 mo EGaIn18,19 ma le 534 mNm-1 mo Galinstan20,21) lea e mafai ona faigata ai ona taulimaina pe fa'aogaina.O le fa'atupuina o se pa'u malo o le gallium oxide i luga o le GaLM i lalo o tulaga o lo'o tu'uina atu ai se atigi e fa'amautu ai le GaLM i se foliga e le-spherical.O lenei meatotino e mafai ai ona lolomi le GaLM, faʻapipiʻi i totonu o microchannels, ma faʻataʻitaʻiina ma le faʻamautuina o fesoʻotaʻiga e maua e oxides19,22,23,24,25,26,27.O le atigi oxide malo e mafai ai fo'i ona pipii le GaLM i le tele o mea lamolemole, ae taofia ai le tafe sa'o o metala viscosity maualalo.O le fa'asalalauina o le GaLM i luga o le tele o luga e mana'omia ai le malosi e ta'e ai le atigi oxide28,29.
E mafai ona aveese atigi oxide ma, mo se faataitaiga, malosi malosi po o faavae.I le leai o ni oxides, o le GaLM fomu e pa'u i luga o le toetoe o luga uma ona o le tele o latou teteʻe, ae o loʻo i ai tuusaunoaga: GaLM susu mea uamea.Ga fau fa'amau fa'atasi ma isi u'amea e ala i se fa'agasologa e ta'ua o le “reactive wetting”30,31,32.E masani ona su'esu'eina lenei susū fa'afefe i le leai o ni fa'ama'i e fa'afaigofie ai feso'ota'iga u'amea-i-u'amea.Peita'i, e o'o lava i oxides fa'aletino i totonu o le GaLM, ua fa'ailoa mai o feso'ota'iga u'amea-i-u'amea e fau pe a malepe fa'ama'i i feso'ota'iga i luga ole u'amea lamolemole29.O le susu fa'afefe e maua ai le maualalo o fa'afeso'ota'i ma fa'asusu lelei le tele o mea'ai u'amea33,34,35.
E oʻo mai i le taimi nei, e tele suʻesuʻega na faia i le faʻaogaina o mea lelei o le susu faʻafefe o GaLM ma metala e fausia ai se mamanu GaLM.Mo se fa'ata'ita'iga, ua fa'aogaina le GaLM i ala u'amea malo fa'ata'ita'i e ala i le fa'afefeteina, ta'avale, fa'asalaina, po'o le ufiufi o ata lafoia34, 35, 36, 37, 38. O le fa'asusuina o le GaLM i luga o u'amea malo e mafai ai e GaLM ona fausia ni fa'ata'ita'iga mautu ma fa'amalamalama lelei.Ae ui i lea, o le maualuga maualuga o le gaLM e taofia ai le fausiaina o ata manifinifi sili ona tutusa e oo lava i luga o mea uamea.Ina ia foia lenei mataupu, Lacour et al.lipotia mai se metotia mo le gaosia o ata manifinifi galem mafolafola, mafolafola i luga o vaega tetele e ala i le fa'asaoina o le gallium mama i luga o mea fa'apipi'i fa'apipi'iina auro37,39.O lenei metotia e manaʻomia ai le faʻaogaina o le gaogao, lea e matua telegese.E le gata i lea, e masani ona le faatagaina le GaLM mo ia masini ona o le mafai ona fa'aleagaina40.O le fa'asao fo'i e tu'u ai mea i luga o le mea'ai, o lea e mana'omia ai se mamanu e fai ai le mamanu.O lo'o matou su'eina se auala e fa'atupu ai ata ma fa'ata'ita'iga a le GaLM e ala i le fa'ata'atiaga o foliga u'amea e fa'asusu fa'afuase'i e GaLM ma filifili pe a leai ni oxide fa'alenatura.O iinei matou te lipoti atu ai le susū fa'afuafua o le EGaIn e leai se oxide (GaLM masani) e fa'aaoga ai le uiga fa'asusu tulaga ese i luga o mea fa'apipi'i u'amea ata.Matou te faia ni ata fa'ata'ita'i fa'atusa i luga ole la'asaga la'ititi e su'esu'e ai le imbibistion, ma fa'atonutonuina ai le susu o metala vai e leai se oxide.O le faʻaleleia atili o mea susu o le EGaIn i luga o le uʻamea faʻapipiʻi microstructured o loʻo faʻamatalaina e ala i suʻesuʻega numera e faʻavae i luga o le Wenzel faʻataʻitaʻiga ma le faʻagasologa o le impregnation.Mulimuli ane, matou te fa'aalia le tele o le fa'aputuina o le eria ma le fa'ata'ita'iina o le EGaIn e ala i le fa'amagoina e le tagata lava ia, fa'asusu fa'afuase'i ma le fa'asusu i luga ole fa'aputuga u'amea.O fa'aeletise fa'amalosi ma fua fa'amau e fa'apipi'i ai fausaga EGaIn o lo'o tu'uina atu o ni fa'aoga talafeagai.
O le fa'afefe o le felauaiga fa'apalapala lea e osofa'ia ai e le sua le fa'ameamea 41, lea e faafaigofie ai le sosolo o le sua.Sa matou su'esu'eina le fa'asusuina o le EGaIn i luga o u'amea microstructured surfaces ua teuina i le HCl vapor (Ata 1).Na filifilia le kopa e fai ma uamea mo le pito i lalo. I luga o le apamemea mafolafola, EGaIn na faʻaalia ai le maualalo o le fesoʻotaʻiga o le <20 ° i le i ai o le HCl vapor, ona o le susu faʻafefe31 (Faʻaopoopo Ata 1). I luga o le apamemea mafolafola, EGaIn na faʻaalia ai le maualalo o le fesoʻotaʻiga o le <20 ° i le i ai o le HCl vapor, ona o le susu faʻafefe31 (Faʻaopoopo Ata 1). На плоских медных поверхностях EGaIn показал низкий краевой угол <20 ° в присутствии паров HCl из-за реактивногива реактивногива с ok 1). I luga o luga o le kopa mafolafola, EGaIn na faʻaalia le maualalo <20 ° faʻafesoʻotaʻi tulimanu i luma o le HCl ausa ona o le susu faʻafefe31 (Faʻaopoopo Ata 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<20° 的1奎排。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 гилочничь рисунок 1). I luga o luga o le kopa mafolafola, EGaIn faʻaalia le maualalo <20 ° faʻafesoʻotaʻi tulimanu i luma o le HCl ausa ona o le susu faʻafefe (Ata Faaopoopo 1).Na matou fuaina le faʻafesoʻotaʻi vavalalata o le EGaIn i luga o le tele o kopa ma luga o ata kopa na teuina i polydimethylsiloxane (PDMS).
a Columnar (D (diameter) = l (mamao) = 25 µm, d (mamao i le va o koluma) = 50 µm, H (maualuga) = 25 µm) ma pyramidal (lautele = 25 µm, maualuga = 18 µm) microstructures i Cu / PDMS mea'ai.b Suiga e faalagolago i le taimi i le tulimanu faʻafesoʻotaʻi i luga o mea mafolafola mafolafola (e aunoa ma ni microstructures) ma faʻasologa o pou ma pyramids o loʻo i ai le PDMS ua ufiufi apamemea.c, d Fa'amauina vaeluaga o le (c) va'aiga itu ma (d) va'aiga pito i luga o le EGaIn susū i luga ma poutū i luma o le ausa HCl.
Ina ia iloilo le aafiaga o le topography i luga o le susu, PDMS substrates ma se columnar ma pyramidal pattern na saunia, lea na teuina ai le kopa ma se mea faʻapipiʻi titanium (Fig. 1a).Na faʻaalia o le microstructured surface o le PDMS substrate sa faʻapipiʻiina i le 'apamemea (Faʻaopoopo Ata 2).Ole fa'afeso'ota'i fa'atatau ile taimi ole EGaIn ile fa'ata'ita'iina ma le fa'apolokalame PDMS (Cu/PDMS) o lo'o fa'aalia ile Fig.1b.Ole tulimanu fa'afeso'ota'i ole EGaIn ile fa'ata'ita'iga kopa/PDMS pa'u ile 0° ile ~1 min.Ole fa'aleleia atili ole susu ole EGaIn microstructures e mafai ona fa'aogaina e le Wenzel equation\({{{{\rm{cos}}}}}}\,{\theta}_{{rough}}=r\,{{ { {{ \rm{ cos}}}}}}\,{\theta}_{0}\), lea o le \({\theta}_{{rough}}\) o lo'o fa'atusalia ai le tulimanu fa'afeso'ota'i o le mata talatala, \ (r \) Fa'aliga o le Lau'ele'ele (= va'aiga moni/vaega va'aia) ma le fa'afeso'ota'i i luga ole va'alele \({\theta}_{0}\).O faʻaiʻuga o le faʻaleleia atili o le susu o le EGaIn i luga o le mamanu mamanu e fetaui lelei ma le Wenzel faʻataʻitaʻiga, talu ai o le tau mo le pito i tua ma le pyramidal faʻasologa o luga o le 1.78 ma le 1.73, i le faasologa.O lona uiga o le EGaIn pa'ū o loʻo i luga o se mamanu mamanu o le a ulu atu i totonu o le toomaga o loʻo i lalo.E taua le maitauina o ata mafolafola tutusa tutusa e faia i lenei tulaga, e ese mai i le mataupu ma le EGaIn i luga o luga ole fausaga (Faaopoopo Ata 1).
Mai le fig.1c,d ( Ata Ata Faaopoopo 1) e mafai ona iloa pe a maeʻa le 30 s, aʻo faʻalatalata atu le faʻafesoʻotaʻi faʻafesoʻotaʻi i le 0 °, o le EGaIn e amata ona sosolo mamao ese mai le pito o le mataua, lea e mafua mai i le faʻafefe (Faʻaopoopo Ata Ata 2 ma le Faʻaopoopoga). Ata 3).O su'esu'ega muamua i luga ole eleele mafolafola na feso'ota'i ai le fua ole taimi ole susū fa'agaoioiga ma le suiga mai le fa'amama i le susu viscous.Ole lapo'a ole fanua ole tasi lea o mea taua ile fa'ai'uga pe fa'atupu le fa'atosina a le tagata lava ia.I le fa'atusatusaina o le malosi i luga ole laiga a'o le'i faia ma pe a mae'a le fa'ao'o mai le va'aiga fa'a vevela, na maua mai ai le fa'afeso'ota'i mata'utia \({\theta}_{c}\)o le imbibistion (silasila i Talanoaga Fa'aopoopo mo fa'amatalaga).O le i'uga \({\theta}_{c}\) o lo'o fa'amatalaina o le \({{{({\rm{cos))))))\,{\theta}_{c}=(1-{\ phi } _{S})/(r-{\phi}_{S})\) lea o le \({\phi}_{s}\) o lo'o fa'atusalia ai le vaega ninii i le pito i luga o le pou ma le \(r\ ) o lo'o fa'atusalia le talatala o luga. E mafai ona tupu le imbibistion pe a \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), o lona uiga, o le tulimanu fa'afeso'ota'i i luga o se mea mafolafola. E mafai ona tupu le imbibistion pe a \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), o lona uiga, o le tulimanu fa'afeso'ota'i i luga o se mea mafolafola. Впитывание может происходить, когда \ ({\ theta } _ {c} \) > \ ({\ theta } _ {0} \), т.e.контактный угол на плоской поверхности. E mafai ona tupu le miti pe a \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), o lona uiga o le tulimanu fa'afeso'ota'i i luga o se mea mafolafola.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. E fa'asusu pe a \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), fa'afeso'ota'i le tulimanu i luga o le va'alele.Mo fa'afanua ua uma ona fa'ata'atia, \(r\) ma le \({\phi}_{s}\) ua fa'atatauina o le \(1+\{(2\pi {RH})/{d}^{2} \ } \ ) ma le \(\pi {R}^{2}/{d}^{2}\), lea o le \(R\) o lo'o fa'atusalia ai le laina koluma, \(H\) o lo'o fa'atusalia ai le maualuga o koluma, ma \ ( d\) o le mamao lea i le va o totonugalemu o poutū e lua (Ata 1a).Mo le pito i luga o le faʻatulagaina i le fig.1a, o le tulimanu \({\theta}_{c}\) e 60°, lea e sili atu nai lo le \({\theta}_{0}\) vaalele (~25° ) i le HCl vapor Oxide-free EGaIn i luga ole Cu/PDMS.O le mea lea, EGaIn droplets e mafai ona faigofie ona osofaʻia le faʻapipiʻiina o le apamemea faʻapipiʻi i le Ata 1a ona o le faʻafefe.
Ina ia suʻesuʻeina le aʻafiaga o le tele o le faʻasologa o le mamanu i luga o le susu ma le faʻaogaina o le EGaIn, matou te fesuiaʻi le tele o pou faʻapipiʻi kopa.I luga o le fig.2 o loʻo faʻaalia ai le faʻafesoʻotaʻi ma le faʻaogaina o le EGaIn i luga o nei mea.O le mamao l i le va o koluma e tutusa ma le lautele o koluma D ma vaʻaia mai le 25 i le 200 μm.Ole maualuga ole 25 µm e tumau mo koluma uma.\({\theta}_{c}\) fa'aitiitiga i le fa'atuputeleina o le koluma (Laulau 1), o lona uiga e fa'aitiitia le fa'afefe i luga o mea'ai e tele koluma.Mo lapopo'a uma na fa'ata'ita'iina, \({\theta}_{c}\) e sili atu i le \({\theta}_{0}\) ma o lo'o fa'amoemoeina le viliina.Ae ui i lea, e seasea ona matauina le fa'afefeteina mo luga ole mamanu fa'asolo ile l ma le D 200 µm (Ata 2e).
ose fa'afeso'ota'i taimi fa'alagolago i le EGaIn i luga o le Cu/PDMS fa'atasi ma koluma o lapopo'a eseese pe a uma ona fa'aalia i le ausa o le HCl.b–e Vaaiga pito i luga ma itu o le susu EGaIn.b D = l = 25 µm, r = 1.78.i D = l = 50 μm, r = 1.39.dD = l = 100 µm, r = 1.20.eD = l = 200 µm, r = 1.10.O pou uma e maualuga le 25 µm.O nei ata na pu'eina pe a ma le 15 minute talu ona fa'aalia ile ausa ole HCl.O matāua i luga o le EGaIn o vai e maua mai i le tali i le va o le gallium oxide ma le HCl vapor.O fua fa'amau uma ile (b – e) e 2 mm.
O le isi fa'ata'ita'iga mo le fa'amoemoeina o le fa'aogaina o le suavai o le fa'amauina lea o le vai i luga o le fogaeleele pe a uma ona fa'aogaina le mamanu.Kurbin et al.Ua lipotia mai e faapea a (1) ua lava le maualuga o pou, o le a mitiia le matāua i luga o mamanu;(2) o le mamao i le va o pou e laʻititi;ma (3) o le tulimanu fa'afeso'ota'i o le vai i luga o le fogā'ele'ele e lava le la'ititi42.O le numera \({\theta}_{0}\) o le sua i luga o se vaalele o lo'o i ai le mea fa'apipi'i tutusa e tatau ona la'ititi nai lo le tulimanu fa'afeso'ota'i mo le pine, \({\theta}_{c,{pin)) } \ ), mo le mitiina e aunoa ma le pine i le va o pou, lea \({\theta}_{c,{pin}}={{{{{\rm{arctan}}}}}}(H/\big \{ ( \ sqrt {2}-1)l\big\})\) (silasila i talanoaga faaopoopo mo auiliiliga).Ole tau ole \({\theta}_{c,{pin}}\) e fa'alagolago ile tele o pine (Laulau 1).Fuafua le fuafa'atatau L = l/H e fa'amasinoina ai pe o'o mai le fa'amago.Mo le miti, e tatau ona la'ititi le L i le tulaga fa'amata, \({L}_{c}\) = 1/\(\big\{\big(\sqrt{2}-1\big){{\tan} } { \ theta}_{{0}}\lapopo\}\).Mo EGaIn \(({\theta}_{0}={25}^{\circ})\) i luga o se mea fa'apipi'i kopa \({L}_{c}\) e 5.2.Talu ai o le L koluma o le 200 μm o le 8, lea e sili atu nai lo le tau o \({L}_{c}\), EGaIn absorption e le tupu.Ina ia faʻataʻitaʻi atili le aʻafiaga o le geometry, matou te matauina le faʻaogaina e le tagata lava ia o H ma l (Faʻaopoopo Ata 5 ma le Laulau Faʻaopoopo 1).E fetaui lelei i'uga ma a tatou fa'atatau.O le mea lea, L liliu mai e avea ma se va'aiga lelei o le mitiia;u'amea vai e taofi le miti ona o le pine pe a fai si tele le mamao i le va o pou pe a faatusatusa i le maualuga o pou.
E mafai ona fuafua le susu e fa'atatau i luga ole fa'asusuga ole mea'ai.Na matou suʻesuʻeina le aʻafiaga o le faʻaogaina o luga o le susu ma le faʻaogaina o le EGaIn e ala i le tuʻufaʻatasia o Si ma Cu i luga o pou ma vaalele (Faʻaopoopo Ata 6).O le EGaIn faʻafesoʻotaʻi faʻaitiitiga faʻaitiitia mai le ~ 160 ° i le ~ 80 ° aʻo faʻateleina le Si / Cu binary surface mai le 0 i le 75% i se mea faʻapipiʻi apamemea.Mo le 75% Cu/25% Si luga, \({\theta}_{0}\) e ~80°, lea e tutusa ma le \({L}_{c}\) tutusa ma le 0.43 e tusa ai ma le fa'amatalaga i luga. .Ona o koluma l = H = 25 μm ma L tutusa ma le 1 sili atu nai lo le paepae \({L}_{c}\), o le 75% Cu/25% Si luga ina ua uma le mamanu e le mitiia ona o le immobilization.Talu ai ona o le faʻafesoʻotaʻi o le EGaIn faʻateleina i le faʻaopoopoga o Si, maualuga H poʻo lalo l e manaʻomia e faʻatoʻilaloina ai le pine ma le impregnation.O le mea lea, talu ai ona o le fa'afeso'ota'i (ie \({\theta}_{0}\)) e fa'alagolago i le vaila'au o lo'o i luga, e mafai fo'i ona iloa pe tupu le imbibistion i le microstructure.
EGaIn absorption i luga o le kopa mamanu mamanu / PDMS e mafai ona susu le uamea vai i mamanu aoga.Ina ia mafai ona iloilo le numera aupito maualalo o laina laina e mafua ai le imbibistion, o mea susu o le EGaIn na matauina i luga o le Cu / PDMS faʻatasi ai ma laina faʻasologa o loʻo i ai numera laina laina eseese mai le 1 i le 101 (Fig. 3).O le susu e masani lava ona tupu i le vaega o le maeʻa o mamanu.O le EGaIn wicking sa fa'atuatuaina le matauina ma le umi o le wicking na fa'ateleina i le numera o laina o koluma.E toetoe lava a le mafai ona tupu pe a iai ni pou e lua pe itiiti ni laina.Atonu e mafua ona o le faateleina o le mamafa o capillary.Mo le absorption e tupu i se mamanu columnar, o le mamafa o capillary e mafua mai i le curvature o le ulu EGaIn e tatau ona faatoilaloina (Faaopoopo Ata 7).Faʻapea o le radius o le curvature o le 12.5 µm mo le laina tasi EGaIn ulu ma se mamanu columnar, o le mamafa o le capillary e ~ 0.98 atm (~ 740 Torr).O lenei maualuga Laplace mamafa e mafai ona puipuia le susu e mafua mai i le faʻaogaina o le EGaIn.E le gata i lea, o le itiiti ifo o laina o koluma e mafai ona faʻaitiitia ai le malosi o le absorption e mafua mai i le gaioiga o le capillary i le va o EGaIn ma koluma.
a Mata'u o le EGaIn i luga o le fausaga Cu/PDMS ma mamanu o le lautele lautele (w) i le ea (a'o le'i fa'aalia i le HCl ausa).Laina o fata e amata mai le pito i luga: 101 (w = 5025 µm), 51 (w = 2525 µm), 21 (w = 1025 µm), ma le 11 (w = 525 µm).b Fa'asusu fa'atonuga o le EGaIn i luga (a) pe a uma ona fa'aalia i le ausa o le HCl mo le 10 min.c, d Susūina o le EGaIn i luga o le Cu/PDMS fa'atasi ai ma fausaga koluma (c) laina lua (w = 75 µm) ma le (d) laina tasi (w = 25 µm).O nei ata na pu'eina ile 10 minute talu ona fa'aalia ile ausa ole HCl.Fa'amau fa'amau i luga o le (a, b) ma le (c, d) e 5 mm ma le 200 µm.O aū i le (c) o loʻo faʻaalia ai le curvature o le ulu EGaIn ona o le faʻafefe.
O le faʻaogaina o le EGaIn i le Cu / PDMS faʻapipiʻi post-faʻatagaina EGaIn e faia e ala i le susu filifilia (Fig. 4).A tu'u se mataua o le EGaIn i luga o se vaega fa'ata'ita'i ma fa'aalia i le ausa o le HCl, o le pa'u EGaIn e pa'u muamua, ma fai ai se la'ititi fa'afeso'ota'i a'o aveese e le suka le fua.Mulimuli ane, e amata le miti mai le pito o le mataua.E mafai ona maua le mamanu o vaega tetele mai le centimeter-scale EGaIn (Fig. 4a, c).Talu ai e na'o luga o le pito i luga e tupu ai le miti, EGaIn na'o le susu o le vaega o mamanu ma toetoe lava a taofi le susu pe a o'o i se mea mafolafola.O le mea lea, o loʻo matauina tuaoi maʻai o mamanu EGaIn (Fig. 4d, e).I luga o le fig.4b o loʻo faʻaalia ai pe faʻafefea ona osofaʻia e le EGaIn le itulagi e leʻi faʻatulagaina, aemaise lava i le nofoaga na tuʻuina muamua ai le EGaIn droplet.Na mafua ona o le laʻititi laʻititi o le EGaIn droplets na faʻaaogaina i lenei suʻesuʻega na sili atu i le lautele o mataitusi mamanu.O mataua o le EGaIn na tuʻuina i luga o le nofoaga mamanu e ala i le tuiina o le tusi lesona e ala i le nila 27-G ma le tui, e mafua ai le pa'ū ma le laʻititi laʻititi o le 1 mm.O lenei faʻafitauli e mafai ona foia e ala i le faʻaogaina o tamaʻi EGaIn droplets.I le aotelega, o le Ata 4 o loʻo faʻaalia ai o le susu faʻafuaseʻi o le EGaIn e mafai ona faʻaosofia ma faʻatonu i luga ole microstructured.Pe a faatusatusa i galuega muamua, o lenei faiga susu e fai si saosaoa ma e leai se malosi mai fafo e manaʻomia e ausia ai le susu atoatoa (Laulau Faaopoopo 2).
faailoga o le iunivesite, le mataitusi b, c i foliga o se uila uila.O le itulagi mitiia e ufiufi i le tele o koluma ma D = l = 25 µm.o, fa'a tetele ata o ivi 'aso'aso i le e (c).Fa'amau fa'amau i luga o le (a–c) ma le (d, e) e 5 mm ma le 500 µm.I luga o le (c-e), o tama'i matau'a i luga o le fogaeleele pe a uma ona fa'aulu e liu vai ona o le tali i le va o le gallium oxide ma le HCl vapor.E leai se aafiaga taua o le fa'asusuina o le vai na matauina.E faigofie ona aveese le vai e ala i se faiga faʻagogo faigofie.
Ona o le natura vai o le EGaIn, EGaIn coated Cu / PDMS (EGaIn / Cu / PDMS) e mafai ona faʻaogaina mo eletise fetuutuunai ma faʻalauteleina.Ata 5a faʻatusatusa suiga tetee o uluai Cu / PDMS ma EGaIn / Cu / PDMS i lalo o uta eseese.O le tetee o le Cu / PDMS e maualuga tele i le vevesi, ae o le tetee o le EGaIn / Cu / PDMS e tumau pea le maualalo i le vevesi.I luga o le fig.5b ma le d faʻaalia ata SEM ma faʻamatalaga EMF fetaui o le Cu / PDMS ma le EGaIn / Cu / PDMS i luma ma pe a uma le faʻaogaina o le voltage.Mo Cu/PDMS atoatoa, fa'aletonu e mafai ona ta'e i totonu o le malo Cu ata na teuina i luga o le PDMS ona o le elasticity mismatch.I se faʻatusatusaga, mo EGaIn / Cu / PDMS, EGaIn o loʻo faʻaofuofu lelei le Cu / PDMS substrate ma faʻatumauina le faʻaauau eletise e aunoa ma se taʻe poʻo se suiga tele e tusa lava pe a uma ona faʻaogaina.O faʻamaumauga a le EDS na faʻamaonia ai o le gallium ma le indium mai le EGaIn na tufatufaina tutusa i luga o le Cu / PDMS substrate.E maitauina o le mafiafia o le ata EGaIn e tutusa ma faʻatusatusa i le maualuga o pou. E faʻamaonia foʻi lenei mea e ala i le suʻesuʻeina o faʻafanua, pe a fai o le eseesega vavalalata i le va o le mafiafia o le ata EGaIn ma le maualuga o le pou e <10% (Faʻaopoopo Ata 8 ma le Laulau 3). E faʻamaonia foʻi lenei mea e ala i le suʻesuʻeina o faʻafanua, pe a fai o le eseesega vavalalata i le va o le mafiafia o le ata EGaIn ma le maualuga o le pou e <10% (Faʻaopoopo Ata 8 ma le Laulau 3). Это также подтверждается дальнейшим топографическим анализом, где относительная разница между толщиной пленкстай пленктой яет <10% (дополнительный рис. 8 ma таблица 3). O loʻo faʻamaonia foʻi e ala i isi suʻesuʻega faʻafanua, lea o le eseesega vavalalata i le va o le EGaIn film mafiafia ma le maualuga o le koluma e <10% (Faʻaopoopo Ata 8 ma le Laulau 3).进一步的形貌分析也证实了这一点，其中EGaIn 薄膜厚度与柱子高度之间的相傹家表3）. <10% Это также было подтверждено дальнейшим топографическим анализом, где относительная разница между толгистои плеским авляла <10% (дополнительный рис. 8 и таблица 3). Na faʻamaonia foʻi lenei mea e ala i isi suʻesuʻega faʻafanua, pe a fai o le eseesega vavalalata i le va o le EGaIn film mafiafia ma le maualuga o le koluma <10% (Faʻaopoopo Ata 8 ma le Laulau 3).O lenei fa'asusu fa'avae e mafai ai ona pulea lelei le mafiafia o pa'u EGaIn ma fa'amautu i luga o vaega tetele, lea e faigata tele ona o lona natura vai.Fa'atusa 5c ma e fa'atusatusa le amio ma le tete'e i le fa'aleagaina o le ulua'i Cu/PDMS ma le EGaIn/Cu/PDMS.I le faʻataʻitaʻiga, na kilia le LED pe a fesoʻotaʻi atu i le Cu / PDMS poʻo le EGaIn / Cu / PDMS electrodes.A fa'asolo le Cu/PDMS, e tape le LED.Ae ui i lea, o le EGaIn / Cu / PDMS electrodes na tumau pea le fesoʻotaʻi eletise e oʻo lava i lalo o le uta, ma o le moli LED naʻo sina mulumulu ona o le faʻateleina o le eletise.
a Suiga masani faʻasaga i le faʻateleina o uta i Cu / PDMS ma EGaIn / Cu / PDMS.b, d SEM ata ma le malosi faʻasalalau X-ray spectroscopy (EDS) suʻesuʻega i luma (pito i luga) ma pe a maeʻa (lalo) polydiplexes utaina i (b) Cu / PDMS ma (d) EGaIn / Cu / methylsiloxane.c, e LED faʻapipiʻi i (c) Cu / PDMS ma (e) EGaIn / Cu / PDMS i luma (pito i luga) ma pe a uma (lalo) faʻalauteleina (~ 30% stress).Ole fua fua ile (b) ma le (d) e 50 µm.
I luga o le fig.6a o loʻo faʻaalia ai le tetee o le EGaIn / Cu / PDMS o se galuega o le faʻalavelave mai le 0% i le 70%.O le faʻateleina ma le toe faʻaleleia o le teteʻe e faʻatusatusa i le faʻaleagaina, lea e fetaui lelei ma le tulafono a Pouillet mo mea e le mafai ona faʻaogaina (R/R0 = (1 + ε)2), lea o le R o le teteʻe, o le R0 o le teteʻe muamua, ε o le faʻalavelave 43. O isi suʻesuʻega ua faʻaalia pe a faʻalauteleina, e mafai ona toe faʻapipiʻi i latou lava ma faʻasoa faʻatasi ma sili atu le tuʻufaʻatasia, ma faʻaitiitia ai le faʻateleina o le toso 43, 44 . I lenei galuega, e ui i lea, o le taʻavale e> 99% uʻamea vai i le voluma talu ai o ata tifaga Cu e na o le 100 nm mafiafia. I lenei galuega, e ui i lea, o le taʻavale e> 99% uʻamea vai i le voluma talu ai o ata tifaga Cu e na o le 100 nm mafiafia. Однако в этой работе проводник состоит из >99% жидкого металла по объему, так как пленки Cu имеют толщину 10все толщину. Ae ui i lea, i lenei galuega, o le taʻavale e aofia ai> 99% uʻamea vai i le voluma, talu ai o ata tifaga Cu e naʻo le 100 nm mafiafia.然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 nm 厚，因此导体是>99% 的液态金属（猉佉。然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 nm 厚，因此导体是>99%Ae ui i lea, i lenei galuega, talu ai o le ata tifaga Cu e naʻo le 100 nm mafiafia, o le taʻavale e aofia ai le sili atu i le 99% uʻamea vai (e ala i le voluma).O le mea lea, matou te le faʻamoemoe e faia e Cu se sao taua i mea eletise eletise o taʻavale.
se Suiga masani ile EGaIn/Cu/PDMS tete'e fa'asaga i fa'alavelave ile va'aiga 0-70%.O le maualuga o le mamafa na oʻo i luma o le toilalo o le PDMS o le 70% (Faʻaopoopo Ata 9).O togitogi mumu o ni tau fa'ata'ita'i na valoia e le tulafono a Puet.e EGaIn/Cu/PDMS su'esu'ega mautu o le amio i taimi o ta'amilosaga fa'alolo'i faifaipea.O le 30% strain na faʻaaogaina i le suʻega faʻataʻamilomilo.Ole fua fa'atatau ile fa'aofiina e 0.5 cm.L o le umi muamua ole EGaIn/Cu/PDMS a'o le'i fa'aloloa.
Ole fua ole fua (GF) o lo'o fa'aalia ai le maaleale o le masini ma fa'amatalaina o le fua faatatau o le suiga i le tete'e i le suiga ile galu45.O le GF na siitia mai le 1.7 i le 10% strain i le 2.6 i le 70% strain ona o le suiga geometric o le uamea.Fa'atusatusa i isi fua fa'atatau, o le tau GF EGaIn/Cu/PDMS e feololo.I le avea ai o se masini, e ui lava o lona GF atonu e le maualuga tele, o le EGaIn / Cu / PDMS o loʻo faʻaalia le malosi o le tetee i le tali atu i se faʻailoga maualalo i le mamafa o le pisa.Ina ia iloilo le faʻamautuina o le amio a le EGaIn / Cu / PDMS, na mataʻituina le malosi o le eletise i taimi faʻasolosolo faʻasolosolo faʻasolosolo i le 30% faʻalavelave.E pei ona faaalia i le fig.6b, ina ua maeʻa le 4000 taamilosaga faʻalautele, o le tau tetee na tumau i totonu o le 10%, atonu e mafua mai i le faʻaauauina o le fua i le taimi o le faʻalauteleina o taamilosaga46.O le mea lea, o le faʻamautuina o le eletise umi o le EGaIn / Cu / PDMS e pei o se eletise faʻapipiʻiina ma le faʻamaoni o le faʻailoga e pei o se fua faʻamalosi na faʻamaonia.
I totonu o lenei tusiga, matou te talanoaina le faʻaleleia atili o mea susu o le GaLM i luga o uʻamea faʻapipiʻi microstructured e mafua mai i le infiltration.O le susu atoatoa ole EGaIn na maua i luga ole koluma ma luga ole u'amea pyramidal ile i ai ole ausa ole HCl.O lenei mea e mafai ona faʻamatalaina numera e faʻavae i luga o le Wenzel faʻataʻitaʻiga ma le faʻagasologa o le wicking, lea e faʻaalia ai le tele o le post-microstructure e manaʻomia mo le susu faʻaosoina.O le susū fa'atotonu ma le filifilia o le EGaIn, fa'atonuina e se fa'aele'ele fa'ameamea, e mafai ai ona fa'aoga u'amea toniga i luga o vaega tetele ma fa'atupu ai ni mamanu u'amea vai.EGaIn-coated Cu / PDMS substrates taofi fesoʻotaʻiga eletise tusa lava pe faʻaloloa ma pe a maeʻa faʻasolosolo taamilosaga, e pei ona faʻamaonia e le SEM, EDS, ma fua faʻaeletise.E le gata i lea, o le malosi o le eletise o le Cu / PDMS ua faʻapipiʻiina i le EGaIn e suia ma faʻalagolago i le faʻatusatusa i le faʻaogaina o le faʻaogaina, e faʻaalia ai lona faʻaogaina e avea o se masini faʻalavelave.O fa'amanuiaga e mafai ona maua mai i le fa'asusuina o u'amea fa'asuavai fa'avae e mafua mai i le imbibistion e fa'apea: (1) GaLM coating ma patterning e mafai ona ausia e aunoa ma le malosi mai fafo;(2) O le susu o le GaLM i luga o le microstructure fa'apipi'i apamemea o le thermodynamic.o le taunuuga GaLM ata tifaga e mautu e tusa lava pe i lalo o deformation;(3) suia le maualuga o le koluma faʻapipiʻiina apamemea e mafai ona fausia ai se ata GaLM ma le mafiafia pulea.E le gata i lea, o lenei faiga e faʻaitiitia ai le aofaʻi o GaLM e manaʻomia e fausia ai le ata, ona o poutū o loʻo nofoia se vaega o le ata.Mo se faʻataʻitaʻiga, pe a faʻafeiloaʻi se faʻasologa o pou ma le lautele o le 200 μm (ma le mamao i le va o pou o le 25 μm), o le voluma o le GaLM e manaʻomia mo le faʻatulagaina o ata (~ 9 μm3 / μm2) e faʻatusatusa i le voluma ata e aunoa ma poutū.(25 µm3/µm2).Ae ui i lea, i lenei tulaga, e tatau ona amanaia o le teteʻe faʻataʻitaʻiga, faʻatatau i le tulafono a Puet, faʻateleina foi iva taimi.I le aotelega, o mea fa'apitoa fa'asusu o u'amea vai o lo'o talanoaina i lenei tusiga e ofoina atu se auala lelei e teu ai metala vai i luga o mea eseese mo mea fa'aeletonika fa'agasolo ma isi fa'aoga fa'alauiloa.
PDMS substrates na saunia e ala i le faʻafefiloi o le Sylgard 184 matrix (Dow Corning, USA) ma le faʻamaʻa i fua o le 10: 1 ma le 15: 1 mo suʻega tensile, sosoo ai ma le faʻamalolo i totonu o se ogaumu ile 60°C.O le kopa poʻo le silicon na teuina i luga o le silicon wafers (Silicon Wafer, Namkang High Technology Co., Ltd., Republic of Korea) ma le PDMS substrates faʻatasi ai ma le 10 nm mafiafia titanium faʻapipiʻi faʻapipiʻi e faʻaaoga ai se faiga masani sputtering.O fausaga o pou ma pyramidal o lo'o teuina i luga o le PDMS substrate e fa'aaoga ai se fa'ata'ita'iga ata fa'ata'oto.O le lautele ma le maualuga o le mamanu pyramidal e 25 ma le 18 µm, i le faasologa.O le maualuga o le mamanu pa na faʻamauina i le 25 µm, 10 µm, ma le 1 µm, ma o lona lautele ma le pitch e eseese mai le 25 i le 200 µm.
O le faʻafesoʻotaʻi o le EGaIn (gallium 75.5% / indium 24.5%,> 99.99%, Sigma Aldrich, Republic of Korea) na fuaina i le faʻaaogaina o se suʻesuʻega pa'ū (DSA100S, KRUSS, Siamani). O le faʻafesoʻotaʻi o le EGaIn (gallium 75.5% / indium 24.5%,> 99.99%, Sigma Aldrich, Republic of Korea) na fuaina i le faʻaaogaina o se suʻesuʻega pa'ū (DSA100S, KRUSS, Siamani). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5 %/индий 24,5 %, >99,99 %, Sigma Aldrich, Республика Корея) измеряли с помощолю кадлоги, помощолю Германия). O le pito pito o le EGaIn (gallium 75.5% / indium 24.5%,> 99.99%, Sigma Aldrich, Republic of Korea) na fuaina i le faʻaaogaina o se suʻega mataʻutia (DSA100S, KRUSS, Siamani). EGaIn（镓75.5%/铟24.5%，>99.99%，Sigma Aldrich，大韩民国）的接触角使用滴形分析仪（DSA100S德民国，KRUSS。 EGaIn (gallium75.5% / indium24.5%,> 99.99%, Sigma Aldrich, 大韩民国) na fuaina e faʻaaoga ai se suʻesuʻega faʻafesoʻotaʻi (DSA100S, KRUSS, Siamani). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5%/индий 24,5%, >99,99%, Sigma Aldrich, Республика Корея) измеряли с помощью аналимарски аналимарто аналиматор мания). O le pito pito o le EGaIn (gallium 75.5% / indium 24.5%,> 99.99%, Sigma Aldrich, Republic of Korea) na fuaina e faʻaaoga ai se suʻega pulou foliga (DSA100S, KRUSS, Siamani).Tuu le mea'ai i totonu o se potu tioata 5 cm × 5 cm × 5 cm ma tu'u le 4-5 μl mataua o le EGaIn i luga o le mea'ai e fa'aaoga ai le tui 0.5 mm le lautele.Ina ia fatuina se ala ausa HCl, 20 μL o le HCl solution (37 wt.%, Samchun Chemicals, Republic of Korea) na tuʻuina i tafatafa o le substrate, lea na faʻafefeteina e faʻatumu ai le potu i totonu ole 10 s.
O le pito i luga na faʻataʻitaʻiina i le SEM (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Republic of Korea).EDS (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Republic of Korea) na faʻaaogaina e suʻesuʻe ai auʻiliʻiliga faʻapitoa ma tufatufaga.O le EGaIn / Cu / PDMS luga o faʻafanua na suʻesuʻeina e faʻaaoga ai se faʻataʻitaʻiga mata (The Profilm3D, Filmetrics, USA).
Ina ia suʻesuʻeina le suiga o le eletise eletise i le taimi o faʻataʻamilosaga, o faʻataʻitaʻiga ma le EGaIn na faʻapipiʻiina i luga o meafaigaluega faʻalautele (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Republic of Korea) ma faʻapipiʻi eletise i se mita puna Keithley 2400. Ina ia suʻesuʻeina le suiga o le eletise eletise i le taimi o faʻataʻamilosaga, o faʻataʻitaʻiga ma le EGaIn na faʻapipiʻiina i luga o meafaigaluega faʻalautele (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Republic of Korea) ma faʻapipiʻi eletise i se mita puna Keithley 2400. Для исследования изменения электропроводности во время циклов растяжения образцы с EGaIn и без него закрепляи радуд (be & Stretchable Machine System, SnM, Республика Корея) ma электрически подключали к измерителю источника Keithley 2400. Ina ia suʻesuʻeina le suiga o le eletise eletise i le taimi o le faʻalauteleina o taamilosaga, faʻataʻitaʻiga ma le leai o le EGaIn na faʻapipiʻiina i luga o se masini faʻalauteleina (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Republic of Korea) ma faʻafesoʻotaʻi eletise i se mita puna Keithley 2400.Ina ia suʻesuʻeina le suiga i le eletise eletise i le taimi o le faʻalauteleina o taamilosaga, faʻataʻitaʻiga ma le leai o le EGaIn na faʻapipiʻiina i luga o se masini faʻalautele (Bending and Stretching Machine Systems, SnM, Republic of Korea) ma fesoʻotaʻi eletise i se Keithley 2400 SourceMeter.Fua le suiga o le tetee ile va'aiga mai le 0% i le 70% ole fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga.Mo le suʻega mautu, o le suiga o le tetee na fuaina i luga ole 4000 30% faʻalavelave faʻalavelave.
Mo nisi faʻamatalaga e uiga i suʻesuʻega suʻesuʻega, vaʻai i le Natura suʻesuʻega faʻapitoa e fesoʻotaʻi ma lenei tusiga.
O fa'amaumauga e lagolagoina ai fa'ai'uga o lenei su'esu'ega o lo'o tu'uina atu i Fa'amatalaga Fa'aopoopo ma Fa'amaumauga Fa'amata.O lenei tusiga o loʻo tuʻuina atu ai faʻamatalaga muamua.
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