研究人员使用液态金属制造可切换的镜子

研究人员开发出了一种新技术，能够动态切换液态金属的表面的反射状态，即可让金属表面在镜面反射和漫反射两种状态之间来回切换。这项技术有朝一日可能被用于制造电控镜子或照明设备。

液态金属结合了金属的电学、热学和光学特性以及液体的流动性。这种新方法利用电驱动的化学反应，在不需要光学涂层或抛光步骤的前提下，在液态金属上形成可切换的反射表面。

在光学学会（OSA）期刊《光学材料快报》上，由日本九州大学的科学家大井裕二 （Yuji Oki）领导的研究团队表明，反射和散射状态之间的切换只需1.4V，就可以用同一个典型的LED的电压来实现。九州大学的研究团队，与来自美国北卡罗来纳州立大学的迈克尔·D·迪克（Michael D. Dickey）领导的团队合作开发了新的方法，是得这项金属得以在环境温度和压力下实现。

研究人员已经开发出一种在反射（左上和右下）和漫反射状态（右上和左下）之间动态切换液态金属表面的方法。当用电时，可逆的化学反应氧化液态金属，产生划痕，使金属产生漫反射。

Yuji Oki 说：“在不久的将来，这项技术可以用来创造以前从未有过的娱乐和艺术表达工具。”随着更多的发展，这项技术有可能发展成类似于3D打印的技术，用于生产由液态金属制成的电子控制光学器件。这可以使光基健康检测设备中使用的光学元件，在世界上缺乏医学实验室设施的地区，可以更容易而廉价地被制造出来。

创建光学表面

在这项新的研究中，研究人员利用一个嵌入的流道创建了一个储液罐。然后他们用“推拉法”将镓基液态金属泵入或吸出储液罐，形成光学表面。这个过程形成凸的、平的或凹的表面；每种表面都有不同的光学特性。

然后，通过通电，研究人员启动了一个可逆氧化液态金属的化学反应。氧化会改变液体的体积，在表面造成许多小划痕，导致光线散射，形成漫反射。当相反方向通电时，液态金属会恢复到原来的状态，液态金属的表面张力使划痕消失，使表面恢复到干净的镜面反光镜状态。

研究人员在对液态金属进行实验时偶然发现了这项新技术，以观察它是否可以用来制作模具，与硅橡胶配合使用。“我们最初的目的是用氧化来改变表面张力，强化液态金属的表面然而，我们发现，在一定条件下，表面会自发地变成散射表面。我们没有将此视为故障，而是优化了条件并验证了现象。”

现象描述

研究人员用电化学和光学的方法描述了通过施加电产生的不同表面。他们发现，当表面从反射变为散射时，将表面上的电压从-800毫伏变为+800毫伏会降低光强度。电化学测量显示1.4v的电压变化足以产生具有良好再现性的氧化还原反应。

Yuji Oki说：“我们还发现，在某些条件下，表面会被轻微氧化，并且仍然保持光滑的反射表面。”通过控制这一点，使用这种方法可能创造出更加多样化的光学表面，从而应用于生化芯片等先进设备，或用于制造更具创造性的3D打印光学元件。

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