液体的可控活动与操作具有非常主要的科研代价和潜伏使用，而且不断是一个困难半岛电竞官方。镓基室温液态金属（Gallium、EGn和Galinstan等）作为一种特别的流体具有超卓的活动性、高电/热导、可控外表和可合金化等诸多机能。这类多合一的性子为液态金属供给了多种操作方法。

　　鉴于该范畴今朝的研讨热度和快速开展，澳大利亚伍伦贡大学（University of Wollongong）立异校区超导与电子质料研讨所所长王晓临传授团队在Advanced Functional Materials期刊上揭晓了题为“Controllable Flow and Manipulation of Liquid Metals”的综述文章，贺亚华博士为第一作者，博士生尤静和美国北卡罗莱纳州立大学（North Carolina State University）Michael Dickey传授为配合作者。该综述回忆总结了镓基液态金属经由过程机器力（微流控、喷嘴打印）、电场（可控外表张力的流体动力学）、磁场、电磁场、声场、光场和其他方法完成的可控活动与操作。从底子机理、掌握方法和潜伏的使用停止了总结与瞻望，并提出了今朝研讨中存在的成绩，对以后这一标的目的的研讨具有主要的指点意义。

　　因为液态金属超卓的活动性，其能够被注入到微流控通道内。因为其外表自觉构成的氧化物限定层（含氧情况）能让液态金属在通道内构成不变的构造，这使得液态金属十分合适被注入到弹性通道（如PDMS等有机物）中构建可高度变形和重构的电子器件。在限定外表氧化物构成时（比方在可消融氧化物的NaOH溶液中），可完成可控巨细的液态金属液滴（droplets），并完成液滴的可控活动。

　　液态金属也能够从喷嘴以差别的形状挤出来完成可控的流体点胶和打印，详细可分为自支持构造和内部构造支持俩种差别的方法。液态金属的自支持构造次要依托其外表氧化物使其构成不变的构造，可经由过程逐滴喷出、雾化和短线D打印和模版印刷等。内部支持构造包罗近间隔衬底、水浴支持和润饰改性（比方液态金属墨水）来完成更庞大、更大空间跨度的平面构造。

　　关于流体，外表张力是一个主要的参数，其会使液体趋势于最小化外表积。和其他流体比力起来，液态金属具有极高的外表张力（>

　　400 mN/ m），因而液态金属会趋势于构成液滴，其活动也会遭到限定。当将液态金属置于电解质中时，其外表张力可经由过程有用的方法停止调控，从而完成可控活动与操作，详细可分为俩类。第一类是经由过程从头散布液态金属的外表电荷来制作外表张力梯度（比方将液态金属置于电场之间），电荷密度越高的处所外表张力越小，称之为电毛细管征象/电润湿 （electrocapillarity/electrowetting）。在电场下不服均的电荷散布，会使液态金属向外表张力小的标的目的定向活动，这类可控活动可用于构建液态金属泵和轮形机械人。

　　可是第一类办法低落外表张力非常有限，为了到达极低的外表张力，第二类办法将液态金属毗连正极，经由过程掌握外表氧化的构成来调控外表张力（过厚的氧化物会限定液态金属的活动性），称之为电化学掌握的氧化（electrochemical controlledoxidation）。第二类办法能够将外表张力减小到10⁻⁵mN/m，从而完成液态金属的可控形变与活动掌握，比方管道内定向变形挪动、多孔介质的穿透效应和高/低外表张力形态切换掌握的“液态金属心跳效应”等。

　　图5 经由过程将液态金属毗连正极来掌握其外表氧化物的天生，从而更大范畴调控外表张力来完成可控形变及活动

　　液态金属本身对磁场是没有呼应的，可是因为其合金化的才能，一些磁性颗粒能够被增加到液态金属内里，从而能够经由过程磁场来掌握液态金属的活动。按照增加磁性颗粒后液态金属的描摹差别，可将磁场掌握分为俩类：第一类是简朴的液滴活动掌握，液态金属连结液滴的形状（高外表张力），凡是是在液态金属液滴外表笼盖一层磁性颗粒如铁。液滴可在平面内被掌握做一些简朴的定向挪动。第二种是将磁性颗粒平均散布在液态金属内部，从而构建一种泥浆状的液态金属混淆物，从而使更加庞大的活动掌握，包罗磁性驱动、自修复、变形、打印和可逆的誊写等。

　　因为液体金属优良的导电性，将通电的液态金属置于磁场中，即可使电磁交互感到感化于液态金属上，从而完成液态金属活动的电磁场掌握。今朝的操作方法大抵可分为三类：变革磁场发生电流、间接对磁场中液态金属注入高电流和磁场中液态金属的电化学电流。

　　因为液态金属流体的特征，其很简单经由过程吸取声波的能量来完成声场对液态金属的掌握。今朝声场次要分为高频（高达MHz）和低频（ ~ 40 Hz）掌握。高频的高能声波能够将液态金属震动构成尺寸可控的纳米级液滴并促进一些反响，同时可完成对液态金属的可控活动。而低频声波则可完成出格的流体征象，比方差别的外表图案、流体震惊和轨道运转等。而光场掌握则次要是基于液态金属的高热导和较低的热容，在激光的映照下，液态金属会显现出较着的升温征象。不服均的温度散布会是液态金属在溶液中遭到可控力的感化，从而完成定向活动和可控形变。同时，一些光敏质料也可用于液态金属的光场掌握。

　　除以上体系研讨过的掌握方法，其他方法如液态金属外表和衬底界面调控、微标准掌握、介电泳和电迁徙等也获得探究。

　　综上所述，今朝关于液态金属的可控活动与操作的研讨获得很大的停顿，可是怎样完成高效且烦琐的掌握方法，怎样进步打印历程的可操纵性和构造分辩率和怎样完成高精度的掌握另有很大的探究空间。同时，关于溶液情况中的液态金属，其界面形态（包罗外表氧化物的静态构成与消融）不断没有获得有用的注释。这些今朝阶段存在的成绩都还需求进一步的研讨。

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