გმადლობთ Nature.com-ის მონახულებისთვის.თქვენ იყენებთ ბრაუზერის ვერსიას შეზღუდული CSS მხარდაჭერით.საუკეთესო გამოცდილებისთვის, გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში).გარდა ამისა, მუდმივი მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად, ჩვენ ვაჩვენებთ საიტს სტილის და JavaScript-ის გარეშე.
აჩვენებს კარუსელს სამი სლაიდისგან ერთდროულად.გამოიყენეთ წინა და შემდეგი ღილაკები სამ სლაიდზე ერთდროულად გადასაადგილებლად, ან გამოიყენეთ სლაიდერის ღილაკები ბოლოს, რომ გადაადგილდეთ სამ სლაიდზე ერთდროულად.
აქ ჩვენ ვაჩვენებთ გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის შენადნობების იმბიბიციით გამოწვეულ, სპონტანურ და შერჩევით დამატენიანებელ თვისებებს მეტალიზებულ ზედაპირებზე მიკრომასშტაბიანი ტოპოგრაფიული მახასიათებლებით.გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის შენადნობები საოცარი მასალებია უზარმაზარი ზედაპირული დაძაბულობით.ამიტომ, ძნელია მათი თხელ ფენებად ჩამოყალიბება.გალიუმის და ინდიუმის ევტექტიკური შენადნობის სრული დამსველება მიღწეული იქნა მიკროსტრუქტურულ სპილენძის ზედაპირზე HCl ორთქლის თანდასწრებით, რომელიც აშორებდა ბუნებრივ ოქსიდს თხევადი ლითონის შენადნობიდან.ეს დატენიანება რიცხობრივად არის ახსნილი ვენზელის მოდელისა და ოსმოსის პროცესის საფუძველზე, რაც აჩვენებს, რომ მიკროსტრუქტურის ზომა გადამწყვეტია თხევადი ლითონების ეფექტური ოსმოსით გამოწვეული დამსველებისთვის.გარდა ამისა, ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ თხევადი ლითონების სპონტანური დატენიანება შეიძლება შერჩევით იყოს მიმართული ლითონის ზედაპირზე მიკროსტრუქტურული რეგიონების გასწვრივ, რათა შეიქმნას ნიმუშები.ეს მარტივი პროცესი თანაბრად ფარავს და აყალიბებს თხევად ლითონს დიდ ფართობზე გარე ძალის ან რთული დამუშავების გარეშე.ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ თხევადი ლითონის ნიმუშიანი სუბსტრატები ინარჩუნებენ ელექტრულ კავშირებს დაჭიმვისას და გაჭიმვის განმეორებითი ციკლების შემდეგაც.
გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის შენადნობები (GaLM) მიიპყრო დიდი ყურადღება მათი მიმზიდველი თვისებების გამო, როგორიცაა დაბალი დნობის წერტილი, მაღალი ელექტრული გამტარობა, დაბალი სიბლანტე და ნაკადი, დაბალი ტოქსიკურობა და მაღალი დეფორმაციულობა1,2.სუფთა გალიუმს აქვს დნობის წერტილი დაახლოებით 30 °C და ევტექტიკურ კომპოზიციებში ზოგიერთ ლითონთან შერწყმისას, როგორიცაა In და Sn, დნობის წერტილი ოთახის ტემპერატურაზე დაბალია.ორი მნიშვნელოვანი GaLM არის გალიუმის ინდიუმის ევტექტიკური შენადნობი (EGaIn, 75% Ga და 25% In წონით, დნობის წერტილი: 15.5 °C) და გალიუმის ინდიუმის კალის ევტექტიკური შენადნობი (GaInSn ან გალინსტანი, 68.5% Ga, 21.5% In და 10. % კალა, დნობის წერტილი: ~11 °C)1.2.თხევად ფაზაში მათი ელექტრული გამტარობის გამო, GaLM-ები აქტიურად განიხილება, როგორც დაჭიმვის ან დეფორმირებადი ელექტრონული გზები სხვადასხვა აპლიკაციებისთვის, მათ შორის ელექტრონული3,4,5,6,7,8,9 დაძაბული ან მრუდი სენსორები 10, 11, 12. , 13, 14 და 15, 16, 17. ასეთი მოწყობილობების დამზადება GaLM-დან დეპონირების, ბეჭდვისა და ნიმუშის საშუალებით მოითხოვს GaLM-ისა და მისი ძირეული სუბსტრატის ინტერფეისული თვისებების ცოდნას და კონტროლს.GaLM-ებს აქვთ მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა (624 mNm-1 EGaIn18,19-ისთვის და 534 mNm-1 Galinstan20,21-ისთვის), რამაც შეიძლება გაართულოს მათი მართვა ან მანიპულირება.გალიუმის ოქსიდის მყარი ქერქის წარმოქმნა GaLM ზედაპირზე გარემო პირობებში უზრუნველყოფს გარსს, რომელიც ასტაბილურებს GaLM-ს არასფერულ ფორმაში.ეს თვისება იძლევა GaLM-ის დაბეჭდვის, მიკროარხებში ჩანერგვისა და ოქსიდების მიერ მიღწეული ინტერფეისის სტაბილურობის ნიმუშის საშუალებას.მყარი ოქსიდის გარსი ასევე საშუალებას აძლევს GaLM-ს მიჰყვეს გლუვ ზედაპირებს, მაგრამ ხელს უშლის დაბალი სიბლანტის ლითონების თავისუფლად გადინებას.GaLM-ის გავრცელება უმეტეს ზედაპირებზე მოითხოვს ძალას ოქსიდის გარსის გასატეხად28,29.
ოქსიდის ჭურვი შეიძლება მოიხსნას, მაგალითად, ძლიერი მჟავებით ან ფუძეებით.ოქსიდების არარსებობის შემთხვევაში, GaLM წარმოქმნის წვეთებს თითქმის ყველა ზედაპირზე მათი უზარმაზარი ზედაპირული დაძაბულობის გამო, მაგრამ არის გამონაკლისები: GaLM ასველებს ლითონის სუბსტრატებს.Ga აყალიბებს მეტალურ კავშირებს სხვა ლითონებთან პროცესის საშუალებით, რომელიც ცნობილია როგორც "რეაქტიული დამსველება"30,31,32.ეს რეაქტიული დატენიანება ხშირად განიხილება ზედაპირული ოქსიდების არარსებობის შემთხვევაში, რათა ხელი შეუწყოს მეტალ-ლითონთან შეხებას.თუმცა, GaLM-ში მშობლიური ოქსიდების შემთხვევაშიც კი, ცნობილია, რომ მეტალ-ლითონთან კონტაქტები იქმნება, როდესაც ოქსიდები იშლება გლუვ ლითონის ზედაპირებთან კონტაქტზე29.რეაქტიული დატენიანება იწვევს დაბალ კონტაქტურ კუთხეებს და მეტალის სუბსტრატების უმეტესი ნაწილის კარგ დასველებას33,34,35.
დღეისათვის მრავალი კვლევა ჩატარდა GaLM-ის რეაქტიული დატენიანების ლითონებით ხელსაყრელი თვისებების გამოყენების შესახებ GaLM ნიმუშის ფორმირებისთვის.მაგალითად, GaLM გამოიყენებოდა ნიმუშიანი მყარი ლითონის ბილიკებზე ნაცხის, გადახვევის, შესხურების ან ჩრდილის დაფარვის გზით34, 35, 36, 37, 38. მყარ ლითონებზე GaLM-ის შერჩევითი დასველება საშუალებას აძლევს GaLM-ს შექმნას სტაბილური და კარგად განსაზღვრული შაბლონები.თუმცა, GaLM-ის მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა აფერხებს უაღრესად ერთიანი თხელი ფენების წარმოქმნას ლითონის სუბსტრატებზეც კი.ამ საკითხის მოსაგვარებლად, Lacour et al.იტყობინება მეთოდი გლუვი, ბრტყელი GaLM თხელი ფენების წარმოებისთვის დიდ ტერიტორიებზე სუფთა გალიუმის აორთქლების გზით ოქროთი დაფარულ მიკროსტრუქტურულ სუბსტრატებზე37,39.ეს მეთოდი მოითხოვს ვაკუუმში დეპონირებას, რაც ძალიან ნელია.გარდა ამისა, GaLM ზოგადად დაუშვებელია ასეთი მოწყობილობებისთვის შესაძლო მყიფეობის გამო40.აორთქლება ასევე ათავსებს მასალას სუბსტრატზე, ამიტომ ნიმუშის შესაქმნელად საჭიროა ნიმუში.ჩვენ ვეძებთ გზას შევქმნათ გლუვი GaLM ფილმები და ნიმუშები ლითონის ტოპოგრაფიული მახასიათებლების შემუშავებით, რომლებსაც GaLM სველდება სპონტანურად და შერჩევით ბუნებრივი ოქსიდების არარსებობის შემთხვევაში.აქ ჩვენ ვახსენებთ ოქსიდისგან თავისუფალი EGaIn-ის (ტიპიური GaLM) სპონტანურ შერჩევით დატენიანებას ფოტოლითოგრაფიულად სტრუქტურირებულ ლითონის სუბსტრატებზე უნიკალური დამასველებელი ქცევის გამოყენებით.ჩვენ ვქმნით ფოტოლითოგრაფიულად განსაზღვრულ ზედაპირულ სტრუქტურებს მიკრო დონეზე იმბიბიციის შესასწავლად, რითაც ვაკონტროლებთ ოქსიდისგან თავისუფალი თხევადი ლითონების დასველებას.EGaIn-ის გაუმჯობესებული დამატენიანებელი თვისებები მიკროსტრუქტურულ ლითონის ზედაპირებზე აიხსნება რიცხვითი ანალიზით, რომელიც ეფუძნება Wenzel-ის მოდელს და გაჟღენთის პროცესს.და ბოლოს, ჩვენ ვაჩვენებთ დიდი ფართობის დეპონირებას და EGaIn-ის ფორმირებას თვითშეწოვის, სპონტანური და შერჩევითი დატენიანების გზით მიკროსტრუქტურული ლითონის დეპონირების ზედაპირებზე.დაჭიმვის ელექტროდები და დაძაბულობის ლიანდაგები, რომლებიც აერთიანებს EGaIn სტრუქტურებს, წარმოდგენილია როგორც პოტენციური აპლიკაციები.
აბსორბცია არის კაპილარული ტრანსპორტი, რომელშიც სითხე შემოიჭრება ტექსტურირებული ზედაპირზე 41, რაც ხელს უწყობს სითხის გავრცელებას.ჩვენ გამოვიკვლიეთ EGaIn-ის დატენიანების ქცევა HCl ორთქლში დეპონირებულ ლითონის მიკროსტრუქტურულ ზედაპირებზე (ნახ. 1).სპილენძი არჩეულ იქნა ლითონად ქვედა ზედაპირისთვის. სპილენძის ბრტყელ ზედაპირებზე EGaIn-მა აჩვენა დაბალი კონტაქტის კუთხე <20° HCl ორთქლის თანდასწრებით, რეაქტიული დატენიანების გამო31 (დამატებითი სურ. 1). სპილენძის ბრტყელ ზედაპირებზე EGaIn-მა აჩვენა დაბალი კონტაქტის კუთხე <20° HCl ორთქლის თანდასწრებით, რეაქტიული დატენიანების გამო31 (დამატებითი სურ. 1). На плоских медных поверхностях EGaIn показал низкий краевой угол <20 ° в присутствии паров HCl из-за реактивного смачивания31 (дополнительный рисунок 1). სპილენძის ბრტყელ ზედაპირებზე, EGaIn-მა აჩვენა დაბალი <20° კონტაქტის კუთხე HCl ორთქლის არსებობისას რეაქტიული დატენიანების გამო31 (დამატებითი სურათი 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 დემონსტრირუет ниские краевые углы <20 ° в присутствии паров HCl из-за реактивного смачивания (дополнительный рисунок 1). სპილენძის ბრტყელ ზედაპირებზე, EGaIn ავლენს დაბალ <20° კონტაქტის კუთხეებს HCl ორთქლის თანდასწრებით რეაქტიული დატენიანების გამო (დამატებითი სურათი 1).ჩვენ გავზომეთ EGaIn-ის მჭიდრო კონტაქტის კუთხეები ნაყარ სპილენძზე და პოლიდიმეთილსილოქსანზე (PDMS) დეპონირებულ სპილენძის ფილებზე.
სვეტის (D (დიამეტრი) = l (მანძილი) = 25 μm, d (მანძილი სვეტებს შორის) = 50 μm, H (სიმაღლე) = 25 μm) და პირამიდული (სიგანე = 25 μm, სიმაღლე = 18 μm) მიკროსტრუქტურები Cu-ზე /PDMS სუბსტრატები.b დროზე დამოკიდებული ცვლილებები ბრტყელ სუბსტრატებზე (მიკროსტრუქტურების გარეშე) და სპილენძის დაფარული PDMS-ის შემცველი სვეტებისა და პირამიდების მასივების კონტაქტის კუთხის დროს.c, d ინტერვალის ჩაწერა (c) გვერდითი ხედისა და (დ) ზედა ხედის EGaIn სველდება ზედაპირზე სვეტებით HCl ორთქლის თანდასწრებით.
დატენიანებაზე ტოპოგრაფიის ეფექტის შესაფასებლად მომზადდა PDMS სუბსტრატები სვეტოვანი და პირამიდული ნიმუშით, რომლებზეც სპილენძი იყო დეპონირებული ტიტანის წებოვანი ფენით (ნახ. 1ა).ნაჩვენები იყო, რომ PDMS სუბსტრატის მიკროსტრუქტურული ზედაპირი კონფორმალურად იყო დაფარული სპილენძით (დამატებითი სურ. 2).EGaIn-ის დროზე დამოკიდებული კონტაქტის კუთხეები შაბლონიან და სპილენძით დაფქულ PDMS-ზე (Cu/PDMS) ნაჩვენებია ნახ.1ბ.EGaIn-ის კონტაქტის კუთხე შაბლონურ სპილენძზე/PDMS 0°-მდე ეცემა ~1 წუთში.EGaIn მიკროსტრუქტურების გაუმჯობესებული დატენიანება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვენცელის განტოლებით\({{{\rm{cos}}}}}}\,{\theta}_{{უხეში}}}=r\,{{ { {{{{ \rm{ cos}}}}}}\,{\theta}_{0}\), სადაც \({\theta}_{{უხეში}}\) წარმოადგენს უხეში ზედაპირის შეხების კუთხეს, \ (r \) ზედაპირის უხეშობა (= ფაქტობრივი ფართობი/აშკარა ფართობი) და შეხების კუთხე სიბრტყეზე \({\theta}_{0}\).შაბლონურ ზედაპირებზე EGaIn-ის გაძლიერებული დასველების შედეგები კარგად ემთხვევა ვენზელის მოდელს, რადგან r მნიშვნელობები უკანა და პირამიდული ნიმუშიანი ზედაპირებისთვის არის 1,78 და 1,73, შესაბამისად.ეს ასევე ნიშნავს, რომ EGaIn წვეთი, რომელიც განლაგებულია ნიმუშიან ზედაპირზე, შეაღწევს ძირეული რელიეფის ღარებში.მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ძალიან ერთიანი ბრტყელი ფილმები, განსხვავებით EGaIn-ის შემთხვევისგან არასტრუქტურირებულ ზედაპირებზე (დამატებითი სურ. 1).
ნახ.1c,d (დამატებითი ფილმი 1) ჩანს, რომ 30 წამის შემდეგ, როგორც კი აშკარა კონტაქტის კუთხე 0°-ს უახლოვდება, EGaIn იწყებს დიფუზირებას წვეთიდან უფრო შორს, რაც გამოწვეულია შთანთქმით (დამატებითი ფილმი 2 და დამატებითი სურ. 3).ბრტყელი ზედაპირების წინა კვლევები დაკავშირებულია რეაქტიული დატენიანების დროის მასშტაბთან ინერციულიდან ბლანტზე გადასვლასთან.რელიეფის ზომა არის ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი, რათა დადგინდეს, ხდება თუ არა თვითდახურვა.თერმოდინამიკური თვალსაზრისით შთანთქმამდე და მის შემდეგ ზედაპირის ენერგიის შედარებით, მიღებულ იქნა იმბიბიციის კრიტიკული კონტაქტის კუთხე \({\theta}_{c}\) (იხილეთ დამატებითი დისკუსია დეტალებისთვის).შედეგი \({\theta}_{c}\) განისაზღვრება, როგორც \({{{({\rm{cos))))))\,{\theta}_{c}=(1-{\ phi } _{S})/(r-{\phi}_{S})\) სადაც \({\phi}_{s}\) წარმოადგენს წილადის ფართობს პოსტის ზედა ნაწილში და \(r\ ) წარმოადგენს ზედაპირის უხეშობას. იმბიბიცია შეიძლება მოხდეს, როდესაც \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), ე.ი., კონტაქტის კუთხე ბრტყელ ზედაპირზე. იმბიბიცია შეიძლება მოხდეს, როდესაც \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), ე.ი., კონტაქტის კუთხე ბრტყელ ზედაპირზე. Впитывание может происходить, когда \ ({\ theta } _ {c} \) > \ ({\ theta } _ {0} \), т.ე.контактный угол на плоской поверхности. შეწოვა შეიძლება მოხდეს, როდესაც \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), ანუ ბრტყელ ზედაპირზე კონტაქტის კუთხე.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. შეწოვა ხდება მაშინ, როდესაც \({\theta }_{c}\) > \({\theta }_{0}\), შეხების კუთხე თვითმფრინავზე.ნიმუშის შემდგომი ზედაპირებისთვის, \(r\) და \({\phi}_{s}\) გამოითვლება როგორც \(1+\{(2\pi {RH})/{d}^{2} \ } \ ) და \(\pi {R}^{2}/{d}^{2}\), სადაც \(R\) წარმოადგენს სვეტის რადიუსს, \(H\) წარმოადგენს სვეტის სიმაღლეს და \ ( d\) არის მანძილი ორი სვეტის ცენტრებს შორის (სურ. 1a).პოსტსტრუქტურირებული ზედაპირისთვის ნახ.1a, კუთხე \({\theta}_{c}\) არის 60°, რაც უფრო დიდია, ვიდრე \({\theta}_{0}\) სიბრტყე (~25° ) HCl ორთქლში ოქსიდის გარეშე EGaIn Cu/PDMS-ზე.ამიტომ, EGaIn წვეთებს შეუძლიათ ადვილად შეაღწიონ სპილენძის სტრუქტურირებული დეპონირების ზედაპირზე ნახ. 1a-ში შეწოვის გამო.
ნიმუშის ტოპოგრაფიული ზომის ზემოქმედების გამოსაკვლევად EGaIn-ის დასველებასა და შთანთქმაზე, ჩვენ შევცვალეთ სპილენძის დაფარული სვეტების ზომა.ნახ.2 გვიჩვენებს კონტაქტის კუთხეებს და EGaIn-ის შეწოვას ამ სუბსტრატებზე.მანძილი l სვეტებს შორის უდრის D სვეტების დიამეტრს და მერყეობს 25-დან 200 მკმ-მდე.სიმაღლე 25 μm მუდმივია ყველა სვეტისთვის.\({\theta}_{c}\) მცირდება სვეტის ზომის გაზრდით (ცხრილი 1), რაც ნიშნავს, რომ შთანთქმა ნაკლებად სავარაუდოა უფრო დიდი სვეტების მქონე სუბსტრატებზე.ყველა შემოწმებული ზომისთვის, \({\theta}_{c}\) მეტია \({\theta}_{0}\)-ზე და მოსალოდნელია დაშლა.თუმცა, შთანთქმა იშვიათად შეიმჩნევა l და D 200 მკმ-ის შემდგომი ნახაზის მქონე ზედაპირებზე (ნახ. 2e).
დროზე დამოკიდებული EGaIn-ის კონტაქტის კუთხე Cu/PDMS ზედაპირზე სხვადასხვა ზომის სვეტებით HCl ორთქლის ზემოქმედების შემდეგ.b–e EGaIn დატენიანების ზედა და გვერდითი ხედები.b D = l = 25 μm, r = 1,78.D = l = 50 მკმ-ში, r = 1.39.dD = l = 100 μm, r = 1.20.eD = l = 200 მკმ, r = 1.10.ყველა პოსტის სიმაღლეა 25 მკმ.ეს სურათები გადაღებულია HCl ორთქლის ზემოქმედებიდან სულ მცირე 15 წუთის შემდეგ.EGaIn-ზე წვეთები არის წყალი, რომელიც წარმოიქმნება გალიუმის ოქსიდისა და HCl ორთქლის რეაქციის შედეგად.ყველა მასშტაბის ზოლები (b – e) არის 2 მმ.
კიდევ ერთი კრიტერიუმი სითხის შთანთქმის ალბათობის დასადგენად არის სითხის ფიქსაცია ზედაპირზე ნიმუშის გამოყენების შემდეგ.კურბინი და სხვ.ცნობილია, რომ როდესაც (1) საყრდენები საკმარისად მაღალია, წვეთები შეიწოვება ნიმუშიანი ზედაპირით;(2) მანძილი სვეტებს შორის საკმაოდ მცირეა;და (3) ზედაპირზე სითხის კონტაქტის კუთხე საკმარისად მცირეა42.რიცხობრივად, სითხის \({\theta}_{0}\) სითხის სიბრტყეზე, რომელიც შეიცავს იმავე სუბსტრატის მასალას, უნდა იყოს ნაკლები კრიტიკული კონტაქტის კუთხეზე ჩამაგრებისთვის, \({\theta}_{c,{pin)) } \ ), პოსტებს შორის ჩამაგრების გარეშე შთანთქმისთვის, სადაც \({\theta}_{c,{pin}}={{{{\rm{arctan}}}}}}(H/\big \{ ( \ sqrt {2}-1)l\big\})\) (იხილეთ დამატებითი განხილვა დეტალებისთვის).\({\theta}_{c,{pin}}\)-ის მნიშვნელობა დამოკიდებულია პინის ზომაზე (ცხრილი 1).განსაზღვრეთ უგანზომილებიანი პარამეტრი L = l/H, რათა ვიმსჯელოთ, ხდება თუ არა შეწოვა.შთანთქმისთვის L უნდა იყოს ზღვრულ სტანდარტზე ნაკლები, \({L}_{c}\) = 1/\(\big\{\big(\sqrt{2}-1\big){{\tan} } { \ theta}_{{0}}\large\}\).EGaIn \(({\theta}_{0}={25}^{\circ})\) სპილენძის სუბსტრატზე \({L}_{c}\) არის 5.2.ვინაიდან L სვეტი 200 მკმ არის 8, რაც მეტია \({L}_{c}\) მნიშვნელობაზე, EGaIn აბსორბცია არ ხდება.გეომეტრიის ეფექტის შემდგომი შესამოწმებლად, ჩვენ დავაკვირდით სხვადასხვა H და l-ის თვითდახურვას (დამატებითი სურ. 5 და დამატებითი ცხრილი 1).შედეგები კარგად ემთხვევა ჩვენს გამოთვლებს.ამრიგად, L აღმოჩნდება შთანთქმის ეფექტური პროგნოზირებადი;თხევადი ლითონი წყვეტს შეწოვას დამაგრების გამო, როდესაც სვეტებს შორის მანძილი შედარებით დიდია სვეტების სიმაღლესთან შედარებით.
ტენიანობა შეიძლება განისაზღვროს სუბსტრატის ზედაპირის შემადგენლობის მიხედვით.ჩვენ გამოვიკვლიეთ ზედაპირის შემადგენლობის ეფექტი EGaIn-ის დატენიანებასა და შთანთქმაზე Si და Cu-ის ერთობლივი დეპონირების გზით სვეტებსა და სიბრტყეებზე (დამატებითი სურ. 6).EGaIn კონტაქტის კუთხე მცირდება ~160°-დან ~80°-მდე, რადგან Si/Cu ორობითი ზედაპირი იზრდება 0-დან 75%-მდე ბრტყელი სპილენძის შემცველობით.75% Cu/25% Si ზედაპირისთვის, \({\theta}_{0}\) არის ~80°, რაც შეესაბამება \({L}_{c}\) 0,43-ის ტოლი ზემოაღნიშნული განმარტების მიხედვით. .იმის გამო, რომ სვეტები l = H = 25 მკმ, L ტოლია 1-ით მეტი ზღურბლის \({L}_{c}\), 75% Cu/25% Si ზედაპირი ნიმუშის შემდეგ არ შეიწოვება იმობილიზაციის გამო.ვინაიდან EGaIn-ის კონტაქტის კუთხე იზრდება Si-ს დამატებით, უფრო მაღალი H ან ქვედა l არის საჭირო პინინგისა და გაჟღენთის დასაძლევად.ამიტომ, ვინაიდან კონტაქტის კუთხე (ანუ \({\theta}_{0}\)) დამოკიდებულია ზედაპირის ქიმიურ შემადგენლობაზე, მას ასევე შეუძლია განსაზღვროს, ხდება თუ არა შეწოვა მიკროსტრუქტურაში.
EGa შთანთქმა შაბლონურ სპილენძზე/PDMS-ზე შეიძლება დაასველოს თხევადი ლითონი სასარგებლო ნიმუშებად.იმბიბიციის გამომწვევი სვეტების ხაზების მინიმალური რაოდენობის შესაფასებლად, EGaIn-ის დამატენიანებელი თვისებები დაფიქსირდა Cu/PDMS-ზე პოსტ-თარგის ხაზებით, რომლებიც შეიცავდა სვეტის ხაზების სხვადასხვა ნომრებს 1-დან 101-მდე (ნახ. 3).დამსველება ძირითადად ხდება თარგების შემდგომ რეგიონში.EGaIn wicking საიმედოდ დაფიქსირდა და wicking სიგრძე გაიზარდა სვეტების რიგების რაოდენობასთან ერთად.აბსორბცია თითქმის არასოდეს ხდება, როდესაც არის პოსტები ორი ან ნაკლები ხაზით.ეს შეიძლება გამოწვეული იყოს კაპილარული წნევის გაზრდით.იმისათვის, რომ შეწოვა მოხდეს სვეტისებურად, უნდა დაიძლიოს კაპილარული წნევა, რომელიც გამოწვეულია EGaIn თავის გამრუდებით (დამატებითი სურ. 7).ვივარაუდოთ, რომ გამრუდების რადიუსი 12,5 მკმ-ია ერთი მწკრივი EGaIn სვეტისთვის, კაპილარული წნევა არის ~0,98 ატმ (~740 Torr).ლაპლასის ამ მაღალ წნევას შეუძლია თავიდან აიცილოს EGaIn-ის შეწოვით გამოწვეული დატენიანება.ასევე, სვეტების ნაკლებმა მწკრივმა შეიძლება შეამციროს შთანთქმის ძალა, რომელიც გამოწვეულია EGaIn-სა და სვეტებს შორის კაპილარული მოქმედებით.
a EGaIn-ის წვეთები სტრუქტურირებულ Cu/PDMS-ზე სხვადასხვა სიგანის ნიმუშებით (w) ჰაერში (HCl ორთქლის ზემოქმედებამდე).თაროების რიგები დაწყებული ზემოდან: 101 (w = 5025 μm), 51 (w = 2525 μm), 21 (w = 1025 μm) და 11 (w = 525 μm).b EGaIn-ის მიმართულების დატენიანება (a) HCl ორთქლზე 10 წუთის განმავლობაში ზემოქმედების შემდეგ.c, d EGaIn-ის დასველება Cu/PDMS-ზე სვეტოვანი სტრუქტურებით (c) ორი მწკრივი (w = 75 μm) და (დ) ერთი მწკრივი (w = 25 μm).ეს სურათები გადაღებულია HCl ორთქლის ზემოქმედებიდან 10 წუთის შემდეგ.სასწორის ზოლები (a, b) და (c, d) არის 5 მმ და 200 μm, შესაბამისად.(c) ისრები მიუთითებს EGaIn თავის გამრუდებაზე შთანთქმის გამო.
EGaIn-ის აბსორბცია შემდგომი ნიმუშით Cu/PDMS-ში საშუალებას იძლევა EGaIn წარმოიქმნას შერჩევითი დასველებით (ნახ. 4).როდესაც EGaIn-ის წვეთი მოთავსებულია შაბლონურ ზონაზე და ექვემდებარება HCl ორთქლს, EGaIn წვეთი ჯერ იშლება და ქმნის მცირე კონტაქტის კუთხეს, რადგან მჟავა აშორებს მასშტაბებს.შემდგომში, შეწოვა იწყება წვეთოვანი კიდიდან.დიდი ფართობის ნიმუშის მიღწევა შესაძლებელია სანტიმეტრის მასშტაბის EGaIn-დან (ნახ. 4a, c).ვინაიდან აბსორბცია ხდება მხოლოდ ტოპოგრაფიულ ზედაპირზე, EGaIn მხოლოდ სველებს ნიმუშის არეალს და თითქმის წყვეტს დასველებას, როცა ის ბრტყელ ზედაპირს მიაღწევს.შესაბამისად, შეიმჩნევა EGaIn შაბლონების მკვეთრი საზღვრები (ნახ. 4d, e).ნახ.4b გვიჩვენებს, თუ როგორ შემოიჭრება EGaIn არასტრუქტურირებულ რეგიონში, განსაკუთრებით იმ ადგილის ირგვლივ, სადაც თავდაპირველად იყო განთავსებული EGaIn წვეთი.ეს იმიტომ მოხდა, რომ ამ კვლევაში გამოყენებული EGaIn წვეთების უმცირესი დიამეტრი აღემატებოდა ნიმუშიანი ასოების სიგანეს.EGaIn-ის წვეთები განთავსდა ნიმუშის ადგილზე ხელით ინექციის გზით 27-გ ნემსისა და შპრიცის მეშვეობით, რის შედეგადაც წარმოიქმნა წვეთები მინიმალური ზომით 1 მმ.ეს პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს პატარა EGaIn წვეთების გამოყენებით.საერთო ჯამში, სურათი 4 გვიჩვენებს, რომ EGaIn-ის სპონტანური დატენიანება შეიძლება იყოს გამოწვეული და მიმართული მიკროსტრუქტურულ ზედაპირებზე.წინა სამუშაოებთან შედარებით, ეს დასველების პროცესი შედარებით სწრაფია და არ არის საჭირო გარე ძალა სრული დასველების მისაღწევად (დამატებითი ცხრილი 2).
უნივერსიტეტის ემბლემა, ასო b, c ელვისებური ფორმის სახით.შთამნთქმელი რეგიონი დაფარულია სვეტების მასივით D = l = 25 μm.d, ნეკნების გაფართოებული გამოსახულებები e (c).მასშტაბის ზოლები (a–c) და (d, e) არის 5 მმ და 500 μm, შესაბამისად.(c–e), ზედაპირზე ზედაპირზე არსებული მცირე წვეთები ადსორბციის შემდეგ გადაიქცევა წყალში გალიუმის ოქსიდსა და HCl ორთქლს შორის რეაქციის შედეგად.დატენიანებაზე წყლის წარმოქმნის მნიშვნელოვანი ეფექტი არ დაფიქსირებულა.წყალი ადვილად იშლება მარტივი გაშრობის პროცესით.
EGaIn-ის თხევადი ბუნების გამო, EGaIn დაფარული Cu/PDMS (EGaIn/Cu/PDMS) შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოქნილი და ელასტიური ელექტროდებისთვის.სურათი 5a ადარებს ორიგინალური Cu/PDMS და EGaIn/Cu/PDMS წინააღმდეგობის ცვლილებებს სხვადასხვა დატვირთვის ქვეშ.Cu/PDMS-ის წინააღმდეგობა მკვეთრად იზრდება დაძაბულობისას, ხოლო EGaIn/Cu/PDMS-ის წინააღმდეგობა რჩება დაბალი დაძაბულობისას.ნახ.5b და d აჩვენებს SEM გამოსახულებებს და შესაბამის EMF მონაცემებს ნედლეულის Cu/PDMS და EGaIn/Cu/PDMS ძაბვის გამოყენებამდე და მის შემდეგ.ხელუხლებელი Cu/PDMS-ისთვის, დეფორმაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ბზარები PDMS-ზე დეპონირებულ მყარ Cu ფილმში ელასტიურობის შეუსაბამობის გამო.ამის საპირისპიროდ, EGaIn/Cu/PDMS-ისთვის, EGaIn მაინც კარგად ფარავს Cu/PDMS სუბსტრატს და ინარჩუნებს ელექტრულ უწყვეტობას ყოველგვარი ბზარების ან მნიშვნელოვანი დეფორმაციის გარეშე დაძაბვის შემდეგაც კი.EDS-ის მონაცემებმა დაადასტურა, რომ გალიუმი და ინდიუმი EGaIn-დან თანაბრად იყო განაწილებული Cu/PDMS სუბსტრატზე.აღსანიშნავია, რომ EGaIn ფილმის სისქე იგივეა და შესადარებელია სვეტების სიმაღლესთან. ეს ასევე დასტურდება შემდგომი ტოპოგრაფიული ანალიზით, სადაც ფარდობითი სხვაობა EGaIn ფირის სისქესა და სვეტის სიმაღლეს შორის არის <10% (დამატებითი სურ. 8 და ცხრილი 3). ეს ასევე დასტურდება შემდგომი ტოპოგრაფიული ანალიზით, სადაც ფარდობითი სხვაობა EGaIn ფირის სისქესა და სვეტის სიმაღლეს შორის არის <10% (დამატებითი სურ. 8 და ცხრილი 3). Это также подтверждается дальнейшим топографическим анализом, სადაც относительная разница между толщиной пленки EGaIn და высотой столба შეადგენს <10% (სრული რის. 8 და ტაბლეტი). ეს ასევე დასტურდება შემდგომი ტოპოგრაფიული ანალიზით, სადაც ფარდობითი სხვაობა EGaIn ფირის სისქესა და სვეტის სიმაღლეს შორის არის <10% (დამატებითი სურ. 8 და ცხრილი 3).进一步的形貌分析也证实了这一点，其中EGaIn 8-დან 3-მდე). <10% Это также было подтверждено тольнейшим топографическим анализом, სადაც относительная разница между толщиной пленки EGaIn და высотой столба составляла <10% (სრულყოფილი რის. 83 და). ეს ასევე დადასტურდა შემდგომი ტოპოგრაფიული ანალიზით, სადაც ფარდობითი სხვაობა EGaIn ფირის სისქესა და სვეტის სიმაღლეს შორის იყო <10% (დამატებითი სურ. 8 და ცხრილი 3).ეს გაჟღენთვაზე დაფუძნებული დამსველება საშუალებას აძლევს EGaIn საფარების სისქე კარგად იყოს კონტროლირებადი და სტაბილური იყოს დიდ ტერიტორიებზე, რაც სხვაგვარად რთულია მისი თხევადი ბუნების გამო.ნახატები 5c და e ადარებენ ორიგინალური Cu/PDMS და EGaIn/Cu/PDMS გამტარობას და დეფორმაციისადმი წინააღმდეგობას.დემო ვერსიაში, LED ჩართულია ხელუხლებელი Cu/PDMS ან EGaIn/Cu/PDMS ელექტროდებთან დაკავშირებისას.როდესაც უცვლელი Cu/PDMS გაჭიმულია, LED ითიშება.თუმცა, EGaIn/Cu/PDMS ელექტროდები რჩებოდა ელექტრულად დაკავშირებული დატვირთვის დროსაც კი, ხოლო LED ნათურა მხოლოდ ოდნავ ჩაქრა ელექტროდის წინააღმდეგობის გაზრდის გამო.
ნორმალიზებული წინააღმდეგობა იცვლება Cu/PDMS-ზე და EGaIn/Cu/PDMS-ზე დატვირთვის გაზრდით.b, d SEM გამოსახულებები და ენერგიის დისპერსიული რენტგენის სპექტროსკოპიის (EDS) ანალიზი (ზედა) და (ქვედა) პოლიდიპლექსების წინ ჩატვირთული (ბ) Cu/PDMS და (დ) EGaIn/Cu/მეთილსილოქსანში.c, e LED-ები მიმაგრებული (c) Cu/PDMS და (e) EGaIn/Cu/PDMS (ზედა) და შემდეგ (ქვედა) გაჭიმვამდე (~30% სტრესი).მასშტაბის ზოლი (b) და (d) არის 50 μm.
ნახ.6a გვიჩვენებს EGaIn/Cu/PDMS-ის რეზისტენტობას, როგორც დაძაბულობის ფუნქცია 0%-დან 70%-მდე.წინააღმდეგობის გაზრდა და აღდგენა დეფორმაციის პროპორციულია, რაც კარგად ეთანხმება პუიეს კანონს შეუკუმშვადი მასალებისთვის (R/R0 = (1 + ε)2), სადაც R არის წინააღმდეგობა, R0 არის საწყისი წინააღმდეგობა, ε არის დაძაბულობა 43. სხვა კვლევებმა აჩვენა, რომ გაჭიმვისას, თხევად გარემოში მყარ ნაწილაკებს შეუძლიათ გადააწყონ თავი და გახდნენ უფრო თანაბრად განაწილებული უკეთესი თანმიმდევრობით, რითაც შეამცირებენ წევის ზრდას 43, 44. თუმცა, ამ სამუშაოში, გამტარი არის >99% თხევადი ლითონი მოცულობით, რადგან Cu ფილმების სისქე მხოლოდ 100 ნმ-ია. თუმცა, ამ სამუშაოში, გამტარი არის >99% თხევადი ლითონი მოცულობით, რადგან Cu ფილმების სისქე მხოლოდ 100 ნმ-ია. Однако в этой работе проводник შედგება >99% жидкого металла по объему, так како пленки Cu სახელით ტოლი 100 ნმ. თუმცა, ამ სამუშაოში, დირიჟორი შედგება >99% თხევადი ლითონისგან მოცულობით, ვინაიდან Cu ფილმების სისქე მხოლოდ 100 ნმ-ია.然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 ნმ 厚，因此导体是>99% 的液有然而，在这项工作中，由于Cu 薄膜只有100 ნმ 厚，因此导体是>99%თუმცა, ამ სამუშაოში, ვინაიდან Cu ფილმის სისქე მხოლოდ 100 ნმ-ია, დირიჟორი შედგება 99%-ზე მეტი თხევადი ლითონისგან (მოცულობით).ამიტომ, ჩვენ არ ველით, რომ Cu-ს მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანს გამტარების ელექტრომექანიკურ თვისებებში.
ნორმალიზებული ცვლილება EGaIn/Cu/PDMS წინააღმდეგობის მიმართ დაძაბულობის მიმართ 0-70% დიაპაზონში.PDMS-ის წარუმატებლობამდე მიღწეული მაქსიმალური სტრესი იყო 70% (დამატებითი სურ. 9).წითელი წერტილები არის პუეტის კანონით ნაწინასწარმეტყველები თეორიული მნიშვნელობები.b EGaIn/Cu/PDMS გამტარობის სტაბილურობის ტესტი განმეორებითი გაჭიმვა-გაჭიმვის ციკლების დროს.ციკლურ ტესტში გამოყენებული იყო 30%-იანი შტამი.სასწორის ზოლი სამაგრზე არის 0,5 სმ.L არის EGaIn/Cu/PDMS საწყისი სიგრძე გაჭიმვამდე.
საზომი ფაქტორი (GF) გამოხატავს სენსორის მგრძნობელობას და განისაზღვრება, როგორც წინააღმდეგობის ცვლილების თანაფარდობა დაძაბულობის ცვლილებასთან45.მეტალის გეომეტრიული ცვლილების გამო GF გაიზარდა 1.7-დან 10%-იან ძაბვაზე 2.6-მდე 70%-იანი დაძაბვისას.სხვა დაძაბულობის ლიანდაგებთან შედარებით, GF EGaIn/Cu/PDMS მნიშვნელობა ზომიერია.როგორც სენსორი, თუმცა მისი GF შეიძლება არ იყოს განსაკუთრებით მაღალი, EGaIn/Cu/PDMS ავლენს მძლავრი წინააღმდეგობის ცვლილებას დაბალი სიგნალის და ხმაურის თანაფარდობის დატვირთვის საპასუხოდ.EGaIn/Cu/PDMS-ის გამტარებლობის სტაბილურობის შესაფასებლად, ელექტრული წინააღმდეგობის მონიტორინგი განხორციელდა განმეორებითი გაჭიმვა-გაჭიმვის ციკლების დროს 30% დაძაბვის დროს.როგორც ნაჩვენებია ნახ.6b, 4000 გაჭიმვის ციკლის შემდეგ, წინააღმდეგობის სიდიდე დარჩა 10%-ის ფარგლებში, რაც შეიძლება გამოწვეული იყოს მასშტაბის უწყვეტი ფორმირებით განმეორებითი გაჭიმვის ციკლების დროს46.ამრიგად, დადასტურდა EGaIn/Cu/PDMS-ის, როგორც გაჭიმვის ელექტროდის გრძელვადიანი ელექტრული სტაბილურობა და სიგნალის, როგორც დაძაბულობის ლიანდაგის საიმედოობა.
ამ სტატიაში განვიხილავთ GaLM-ის გაუმჯობესებულ დამატენიანებელ თვისებებს მიკროსტრუქტურულ ლითონის ზედაპირებზე, რომლებიც გამოწვეულია ინფილტრაციით.EGaIn-ის სპონტანური სრული დატენიანება მიიღწევა სვეტოვან და პირამიდულ ლითონის ზედაპირებზე HCl ორთქლის თანდასწრებით.ეს შეიძლება აიხსნას რიცხობრივად ვენზელის მოდელზე და დაკბილვის პროცესზე დაფუძნებული, რომელიც გვიჩვენებს პოსტ-მიკროსტრუქტურის ზომას, რომელიც საჭიროა ვიკინგით გამოწვეული დამსველებისთვის.EGaIn-ის სპონტანური და შერჩევითი დამსველება, რომელიც ხელმძღვანელობს მიკროსტრუქტურული ლითონის ზედაპირით, შესაძლებელს ხდის ერთგვაროვანი საფარის გამოყენებას დიდ ტერიტორიებზე და თხევადი ლითონის ნიმუშების ფორმირებას.EGaIn-დაფარული Cu/PDMS სუბსტრატები ინარჩუნებენ ელექტრულ კავშირებს გაჭიმვისას და განმეორებითი გაჭიმვის ციკლების შემდეგაც, რაც დასტურდება SEM, EDS და ელექტრული წინააღმდეგობის გაზომვებით.გარდა ამისა, EGaIn-ით დაფარული Cu/PDMS-ის ელექტრული წინააღმდეგობა იცვლება შექცევადად და საიმედოდ გამოყენებული დაძაბვის პროპორციულად, რაც მიუთითებს მის პოტენციურ გამოყენებაზე, როგორც დაძაბულობის სენსორი.თხევადი ლითონის დამსველების პრინციპით გამოწვეული შესაძლო უპირატესობები, რომლებიც გამოწვეულია იმბიბიციით, შემდეგია: (1) GaLM დაფარვის და ნიმუშის მიღწევა შესაძლებელია გარე ძალის გარეშე;(2) GaLM დატენიანება სპილენძის დაფარული მიკროსტრუქტურის ზედაპირზე არის თერმოდინამიკური.შედეგად მიღებული GaLM ფილმი სტაბილურია დეფორმაციის დროსაც კი;(3) სპილენძის დაფარული სვეტის სიმაღლის შეცვლამ შეიძლება შექმნას GaLM ფილმი კონტროლირებადი სისქით.გარდა ამისა, ეს მიდგომა ამცირებს ფილმის ფორმირებისთვის საჭირო GaLM-ის რაოდენობას, რადგან სვეტები იკავებს ფილმის ნაწილს.მაგალითად, როდესაც შემოდის 200 μm დიამეტრის მქონე სვეტების მასივი (საყრდენებს შორის მანძილი 25 μm), ფირის ფორმირებისთვის საჭირო GaLM მოცულობა (~ 9 μm3/μm2) შედარებულია ფირის მოცულობასთან. სვეტები.(25 μm3/μm2).თუმცა, ამ შემთხვევაში გასათვალისწინებელია, რომ პუეტის კანონის მიხედვით შეფასებული თეორიული წინააღმდეგობაც ცხრაჯერ იზრდება.მთლიანობაში, ამ სტატიაში განხილული თხევადი ლითონების უნიკალური დამატენიანებელი თვისებები გვთავაზობს ეფექტურ გზას თხევადი ლითონების დეპონირებისთვის სხვადასხვა სუბსტრატებზე გადაჭიმული ელექტრონიკისთვის და სხვა განვითარებადი აპლიკაციებისთვის.
PDMS სუბსტრატები მომზადდა Sylgard 184 მატრიცის (Dow Corning, აშშ) და გამაგრების შერევით 10:1 და 15:1 თანაფარდობით დაჭიმვის ტესტებისთვის, რასაც მოჰყვა გამაგრება ღუმელში 60°C ტემპერატურაზე.სპილენძი ან სილიციუმი დეპონირებული იყო სილიკონის ვაფლებზე (Silicon Wafer, Namkang High Technology Co., Ltd., კორეის რესპუბლიკა) და PDMS სუბსტრატებზე 10 ნმ სისქის ტიტანის წებოვანი ფენით, მორგებული დაფქვის სისტემის გამოყენებით.სვეტოვანი და პირამიდული სტრუქტურები დეპონირებულია PDMS სუბსტრატზე სილიკონის ვაფლის ფოტოლითოგრაფიული პროცესის გამოყენებით.პირამიდული ნიმუშის სიგანე და სიმაღლე არის 25 და 18 μm, შესაბამისად.ზოლის ნიმუშის სიმაღლე დაფიქსირდა 25 μm, 10 μm და 1 μm, ხოლო მისი დიამეტრი და სიმაღლე მერყეობდა 25-დან 200 μm-მდე.
EGaIn-ის კონტაქტის კუთხე (გალიუმი 75.5%/ინდიუმი 24.5%, >99.99%, სიგმა ოლდრიხი, კორეის რესპუბლიკა) გაზომილი იყო წვეთოვანი ანალიზატორის გამოყენებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). EGaIn-ის კონტაქტის კუთხე (გალიუმი 75.5%/ინდიუმი 24.5%, >99.99%, სიგმა ოლდრიხი, კორეის რესპუბლიკა) გაზომილი იყო წვეთოვანი ანალიზატორის გამოყენებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5 %/индий 24,5 %, >99,99 %, სიგმა ოლდრიჩი, რესპუბლიკა კორეა) გამოყვანილია ანალიზატორის დახმარებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). EGaIn-ის კიდის კუთხე (გალიუმი 75,5%/ინდიუმი 24,5%, >99,99%, სიგმა ოლდრიხი, კორეის რესპუბლიკა) გაზომილი იყო წვეთოვანი ანალიზატორის გამოყენებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). 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RU0测量. EGaIn (გალიუმი75.5%/ინდიუმი24.5%, >99.99%, Sigma Aldrich, 大韩民国) გაზომილი იყო საკონტაქტო ანალიზატორის გამოყენებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). Краевой угол EGaIn (галлий 75,5%/индий 24,5%, >99,99%, სიგმა ოლდრიჩი, რესპუბლიკა კორეა) გამოითვლება ანალიზატორის დახმარებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია). EGaIn-ის კიდის კუთხე (გალიუმი 75.5%/ინდიუმი 24.5%, >99.99%, სიგმა ოლდრიხი, კორეის რესპუბლიკა) გაზომილი იყო ფორმის თავსახურის ანალიზატორის გამოყენებით (DSA100S, KRUSS, გერმანია).მოათავსეთ სუბსტრატი 5 სმ × 5 სმ × 5 სმ მინის კამერაში და მოათავსეთ 4–5 მკლ წვეთი EGaIn სუბსტრატზე 0,5 მმ დიამეტრის შპრიცის გამოყენებით.HCl ორთქლის გარემოს შესაქმნელად, 20 μL HCl ხსნარი (37 wt.%, Samchun Chemicals, კორეის რესპუბლიკა) მოათავსეს სუბსტრატის გვერდით, რომელიც საკმარისად აორთქლდა კამერის შესავსებად 10 წამში.
ზედაპირის სურათი გადაღებულია SEM-ის გამოყენებით (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Republic of Korea).EDS (Tescan Vega 3, Tescan Korea, Republic of Korea) გამოყენებული იქნა ელემენტარული თვისებრივი ანალიზისა და განაწილების შესასწავლად.EGaIn/Cu/PDMS ზედაპირის ტოპოგრაფია გაანალიზდა ოპტიკური პროფილომეტრის გამოყენებით (The Profilm3D, Filmetrics, აშშ).
გაჭიმვის ციკლების დროს ელექტრული გამტარობის ცვლილების გამოსაკვლევად, ნიმუშები EGaIn-ით და მის გარეშე დამაგრდა გაჭიმვის მოწყობილობაზე (Bending & Stretchable Machine System, SnM, კორეის რესპუბლიკა) და ელექტრონულად იყო დაკავშირებული Keithley 2400 წყაროს მრიცხველთან. გაჭიმვის ციკლების დროს ელექტრული გამტარობის ცვლილების გამოსაკვლევად, ნიმუშები EGaIn-ით და მის გარეშე დამაგრდა გაჭიმვის მოწყობილობაზე (Bending & Stretchable Machine System, SnM, კორეის რესპუბლიკა) და ელექტრონულად იყო დაკავშირებული Keithley 2400 წყაროს მრიცხველთან. Dlya исследования изменения электропроводности во время циклов растяжения образцы со EGaIn და მის გარეშე მყარად აღიჭურვა აღჭურვილობისთვის ამ ზრდისთვის (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Respublica კორეის სისტემა) გაჭიმვის ციკლების დროს ელექტრული გამტარობის ცვლილების შესასწავლად, ნიმუშები EGaIn-ით და მის გარეშე დამონტაჟდა გაჭიმვის მოწყობილობაზე (Bending & Stretchable Machine System, SnM, კორეის რესპუბლიკა) და ელექტრონულად იყო დაკავშირებული Keithley 2400 წყაროს მრიცხველთან.გაჭიმვის ციკლების დროს ელექტრული გამტარობის ცვლილების შესასწავლად, ნიმუშები EGaIn-ით და მის გარეშე დამონტაჟდა გაჭიმვის მოწყობილობაზე (Bending and Stretching Machine Systems, SnM, კორეის რესპუბლიკა) და ელექტრონულად იყო დაკავშირებული Keithley 2400 SourceMeter-თან.ზომავს წინააღმდეგობის ცვლილებას ნიმუშის დაძაბვის 0%-დან 70%-მდე დიაპაზონში.სტაბილურობის ტესტისთვის, წინააღმდეგობის ცვლილება გაზომილი იყო 4000 30% დაძაბვის ციკლზე.
კვლევის დიზაინის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ბუნების კვლევის აბსტრაქტი, რომელიც დაკავშირებულია ამ სტატიასთან.
ამ კვლევის შედეგების მხარდამჭერი მონაცემები წარმოდგენილია დამატებითი ინფორმაციისა და ნედლეული მონაცემების ფაილებში.ამ სტატიაში მოცემულია ორიგინალური მონაცემები.
დაენეკე, ტ. და სხვ.თხევადი ლითონები: ქიმიური საფუძველი და აპლიკაციები.ქიმიური.საზოგადოება.47, 4073–4111 (2018).
Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის ნაწილაკების ატრიბუტები, წარმოება და გამოყენება. Lin, Y., Genzer, J. & Dickey, MD გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის ნაწილაკების ატრიბუტები, წარმოება და გამოყენება.Lin, Y., Genzer, J. and Dickey, MD თვისებები, გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის ნაწილაკების დამზადება და გამოყენება. 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 თვისებები, გალიუმზე დაფუძნებული თხევადი ლითონის ნაწილაკების დამზადება და გამოყენება.მოწინავე მეცნიერება.7, 2000–192 (2020).
Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD ყველა რბილი მატერიის სქემების მიმართ: კვაზითხევადი მოწყობილობების პროტოტიპები მემრისტორის მახასიათებლებით. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD სრულიად რბილი მატერიის სქემების მიმართ: კვაზითხევადი მოწყობილობების პროტოტიპები მემრისტორის მახასიათებლებით.Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD და Velev, OD მთლიანად რბილი მატერიისგან შედგენილ სქემებს: კვაზითხევადი მოწყობილობების პროტოტიპები მემრისტორის მახასიათებლებით. 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 და Velev, OD Towards Circuits All Soft Matter: კვაზი-თხევადი მოწყობილობების პროტოტიპები მემრისტორის თვისებებით.მოწინავე ალმა მატერი.23, 3559–3564 (2011).
Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK თხევადი ლითონის კონცენტრატორები ეკოლოგიურად მგრძნობიარე ელექტრონიკისთვის. Bilodeau, RA, Zemlyanov, DY & Kramer, RK თხევადი ლითონის კონცენტრატორები ეკოლოგიურად მგრძნობიარე ელექტრონიკისთვის.Bilodo RA, Zemlyanov D.Yu., Kramer RK თხევადი ლითონის კონცენტრატორები ეკოლოგიურად სუფთა ელექტრონიკისთვის. 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 თხევადი ლითონის კონცენტრატორები ეკოლოგიურად სუფთა ელექტრონიკისთვის.მოწინავე ალმა მატერი.ინტერფეისი 4, 1600913 (2017).
ასე რომ, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD იონური დენის გასწორება რბილი ნივთიერების დიოდებში თხევადი ლითონის ელექტროდებით. ასე რომ, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD იონური დენის გასწორება რბილი მატერიის დიოდებში თხევადი ლითონის ელექტროდებით. ტაკ, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ионное выпрямление тока в диодах из мягкого материјали со электродами од жидкого металла. ამრიგად, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD იონური დენის გასწორება რბილი მასალის დიოდებში თხევადი ლითონის ელექტროდებით. ასე რომ, 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。 ასე რომ, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD ტაკ, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ионное выпрямление тока в диодах из мягкого материјали со жидкометаллическими электродами. ამრიგად, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD იონური დენის გასწორება რბილი მასალის დიოდებში თხევადი ლითონის ელექტროდებით.გაფართოებული შესაძლებლობები.ალმა მატერი.22, 625–631 (2012).
Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication ყველა რბილი და მაღალი სიმკვრივის ელექტრონული მოწყობილობებისთვის თხევადი ლითონის საფუძველზე. Kim, M.-G., Brown, DK & Brand, O. Nanofabrication ყველა რბილი და მაღალი სიმკვრივის ელექტრონული მოწყობილობებისთვის თხევადი ლითონის საფუძველზე.Kim, M.-G., Brown, DK and Brand, O. Nanofabrication სრულიად რბილი და მაღალი სიმკვრივის თხევადი ლითონის დაფუძნებული ელექტრონული მოწყობილობებისთვის.Kim, M.-G., Brown, DK, and Brand, O. მაღალი სიმკვრივის, სრულიად რბილი ელექტრონიკის ნანოწარმოება თხევადი ლითონის საფუძველზე.ეროვნული კომუნა.11, 1–11 (2020).
გუო, რ. და სხვ.Cu-EGaIn არის გაფართოებადი ელექტრონული გარსი ინტერაქტიული ელექტრონიკისა და CT ლოკალიზაციისთვის.ალმა მატერი.დონე.7. 1845–1853 (2020).
Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics: ultrathin stretchable Ag–In–Ga E-skin for bioelectronics and human–მანქანა ურთიერთქმედებისთვის. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics: ultrathin stretchable Ag–In–Ga E-skin for bioelectronics and human–მანქანა ურთიერთქმედებისთვის.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 Interaction. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics: ultrathin stretchable Ag-In-Ga E-skin for bioelectronics and human- machine interaction. Lopes, PA, Paisana, H., De Almeida, AT, Majidi, C. & Tavakoli, M. Hydroprinted electronics: ultrathin stretchable Ag-In-Ga E-skin for bioelectronics and human- machine interaction.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 Interaction.ACS
Yang, Y. და სხვ.ულტრა დაძაბულობისა და ინჟინერირებული ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორები, რომლებიც დაფუძნებულია თხევად ლითონებზე ტარებისთვის განკუთვნილი ელექტრონიკისთვის.SAU Nano 12, 2027–2034 (2018).
გაო, კ. და სხვ.ოთახის ტემპერატურაზე თხევად ლითონებზე დაფუძნებული გადაჭიმვის სენსორების მიკროარხის სტრუქტურების შემუშავება.მეცნიერება.ანგარიში 9, 1–8 (2019).
ჩენი, გ. და სხვ.EGaIn სუპერელასტიური კომპოზიტური ბოჭკოები უძლებს 500% დაძაბულობას და აქვს შესანიშნავი ელექტრული გამტარობა ტარებისთვის განკუთვნილი ელექტრონიკისთვის.ACS ეხება ალმა მატერს.ინტერფეისი 12, 6112–6118 (2020).
Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. ევტექტიკური გალიუმ-ინდიუმის პირდაპირი გაყვანილობა ლითონის ელექტროდთან რბილი სენსორული სისტემებისთვის. Kim, S., Oh, J., Jeong, D. & Bae, J. ევტექტიკური გალიუმ-ინდიუმის პირდაპირი გაყვანილობა ლითონის ელექტროდთან რბილი სენსორული სისტემებისთვის.Kim, S., Oh, J., Jeon, D. and Bae, J. ევტექტიკური გალიუმ-ინდიუმის პირდაპირი კავშირი ლითონის ელექტროდებთან რბილი სენსორული სისტემებისთვის. 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გალიუმ-ინდიუმის ლითონის ელექტროდი პირდაპირ მიმაგრებულია რბილ სენსორულ სისტემაზე.Kim, S., Oh, J., Jeon, D. and Bae, J. ევტექტიკური გალიუმ-ინდიუმის პირდაპირი კავშირი ლითონის ელექტროდებთან რბილი სენსორული სისტემებისთვის.ACS ეხება ალმა მატერს.ინტერფეისები 11, 20557–20565 (2019).
იუნ, გ. და სხვ.თხევადი ლითონის შევსებული მაგნიტორჰეოლოგიური ელასტომერები დადებითი პიეზოელექტრობით.ეროვნული კომუნა.10, 1–9 (2019).
Kim, KK უაღრესად მგრძნობიარე და ელასტიური მრავალგანზომილებიანი დაძაბულობის ლიანდაგები წინასწარ დაძაბული ანიზოტროპული ლითონის ნანომავთულის პერკოლაციის ბადეებით.ნანოლეტი.15, 5240–5247 (2015).
Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. უნივერსალურად ავტონომიური თვითმმართველობის სამკურნალო ელასტომერი მაღალი დრეკადობით. Guo, H., Han, Y., Zhao, W., Yang, J. & Zhang, L. უნივერსალურად ავტონომიური თვითმმართველობის სამკურნალო ელასტომერი მაღალი დრეკადობით.Guo, H., Han, Yu., Zhao, W., Yang, J. და Zhang, L. მრავალმხრივი თვითგანკურნებადი ელასტომერი მაღალი ელასტიურობით. 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. და Zhang L. მრავალმხრივი ოფლაინ თვითშემხორცებელი მაღალი დაძაბულობის ელასტომერები.ეროვნული კომუნა.11, 1–9 (2020).
ჟუ X. და სხვ.ულტრა დახატული მეტალის გამტარი ბოჭკოები თხევადი ლითონის შენადნობის ბირთვების გამოყენებით.გაფართოებული შესაძლებლობები.ალმა მატერი.23, 2308–2314 (2013).
ხანი, ჯ. და სხვ.თხევადი ლითონის მავთულის ელექტროქიმიური წნეხის შესწავლა.ACS ეხება ალმა მატერს.ინტერფეისი 12, 31010–31020 (2020).
ლი ჰ. და სხვ.თხევადი ლითონის წვეთების აორთქლების შედეგად გამოწვეული აგლომერაცია ბიონანობოჭკოებით მოქნილი ელექტრული გამტარობისა და რეაგირებისთვის.ეროვნული კომუნა.10, 1–9 (2019).
დიკი, MD და სხვ.ევტექტიკური გალიუმ-ინდიუმი (EGaIn): თხევადი ლითონის შენადნობი, რომელიც გამოიყენება ოთახის ტემპერატურაზე მიკროარხებში სტაბილური სტრუქტურების შესაქმნელად.გაფართოებული შესაძლებლობები.ალმა მატერი.18, 1097–1104 (2008).
Wang, X., Guo, R. & Liu, J. თხევადი ლითონის დაფუძნებული რბილი რობოტიკა: მასალები, დიზაინი და აპლიკაციები. Wang, X., Guo, R. & Liu, J. თხევადი ლითონის დაფუძნებული რბილი რობოტიკა: მასალები, დიზაინი და აპლიკაციები.Wang, X., Guo, R. and Liu, J. რბილი რობოტიკა თხევადი ლითონის საფუძველზე: მასალები, კონსტრუქცია და აპლიკაციები. 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. თხევადი ლითონის დაფუძნებული რბილი რობოტები: მასალები, დიზაინი და აპლიკაციები.Wang, X., Guo, R. and Liu, J. რბილი რობოტები, რომლებიც დაფუძნებულია თხევად ლითონზე: მასალები, კონსტრუქცია და აპლიკაციები.მოწინავე ალმა მატერი.ტექნოლოგია 4, 1800549 (2019).