研究人員開發(fā)出了一種新技術(shù)，能夠動態(tài)切換液態(tài)金屬的表面的反射狀態(tài)，即可讓金屬表面在鏡面反射和漫反射兩種狀態(tài)之間來回切換。這項技術(shù)有朝一日可能被用于制造電控鏡子或照明設(shè)備。

液態(tài)金屬結(jié)合了金屬的電學、熱學和光學特性以及液體的流動性。這種新方法利用電驅(qū)動的化學反應(yīng)，在不需要光學涂層或拋光步驟的前提下，在液態(tài)金屬上形成可切換的反射表面。

在光學學會（OSA）期刊《光學材料快報》上，由日本九州大學的科學家大井裕二 （Yuji Oki）領(lǐng)導的研究團隊表明，反射和散射狀態(tài)之間的切換只需1.4V，就可以用同一個典型的LED的電壓來實現(xiàn)。九州大學的研究團隊，與來自美國北卡羅來納州立大學的邁克爾·D·迪克（Michael D. Dickey）領(lǐng)導的團隊合作開發(fā)了新的方法，是得這項金屬得以在環(huán)境溫度和壓力下實現(xiàn)。

研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種在反射（左上和右下）和漫反射狀態(tài)（右上和左下）之間動態(tài)切換液態(tài)金屬表面的方法。當用電時，可逆的化學反應(yīng)氧化液態(tài)金屬，產(chǎn)生劃痕，使金屬產(chǎn)生漫反射。

Yuji Oki 說：“在不久的將來，這項技術(shù)可以用來創(chuàng)造以前從未有過的娛樂和藝術(shù)表達工具。”隨著更多的發(fā)展，這項技術(shù)有可能發(fā)展成類似于3D打印的技術(shù)，用于生產(chǎn)由液態(tài)金屬制成的電子控制光學器件。這可以使光基健康檢測設(shè)備中使用的光學元件，在世界上缺乏醫(yī)學實驗室設(shè)施的地區(qū)，可以更容易而廉價地被制造出來。

創(chuàng)建光學表面

在這項新的研究中，研究人員利用一個嵌入的流道創(chuàng)建了一個儲液罐。然后他們用“推拉法”將鎵基液態(tài)金屬泵入或吸出儲液罐，形成光學表面。這個過程形成凸的、平的或凹的表面；每種表面都有不同的光學特性。

然后，通過通電，研究人員啟動了一個可逆氧化液態(tài)金屬的化學反應(yīng)。氧化會改變液體的體積，在表面造成許多小劃痕，導致光線散射，形成漫反射。當相反方向通電時，液態(tài)金屬會恢復到原來的狀態(tài)，液態(tài)金屬的表面張力使劃痕消失，使表面恢復到干凈的鏡面反光鏡狀態(tài)。

研究人員在對液態(tài)金屬進行實驗時偶然發(fā)現(xiàn)了這項新技術(shù)，以觀察它是否可以用來制作模具，與硅橡膠配合使用�！拔覀冏畛醯哪康氖怯醚趸瘉砀淖儽砻鎻埩Γ瑥娀�液態(tài)金屬的表面然而，我們發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，表面會自發(fā)地變成散射表面。我們沒有將此視為故障，而是優(yōu)化了條件并驗證了現(xiàn)象�！�

現(xiàn)象描述

研究人員用電化學和光學的方法描述了通過施加電產(chǎn)生的不同表面。他們發(fā)現(xiàn)，當表面從反射變?yōu)樯⑸鋾r，將表面上的電壓從-800毫伏變?yōu)?800毫伏會降低光強度。電化學測量顯示1.4v的電壓變化足以產(chǎn)生具有良好再現(xiàn)性的氧化還原反應(yīng)。

Yuji Oki說：“我們還發(fā)現(xiàn)，在某些條件下，表面會被輕微氧化，并且仍然保持光滑的反射表面�！蓖ㄟ^控制這一點，使用這種方法可能創(chuàng)造出更加多樣化的光學表面，從而應(yīng)用于生化芯片等先進設(shè)備，或用于制造更具創(chuàng)造性的3D打印光學元件。

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