Proprio come un camaleonte cambia il colore della sua pelle in risposta al suo ambiente, gli ingegneri hanno trovato un modo per il metallo liquido, e potenzialmente il metallo solido, di cambiare la sua struttura superficiale in risposta al calore.

Trattare le particelle di leghe metalliche liquide con il calore provoca l'irruvidimento delle loro superfici con minuscole sfere o nanofili, Gli ingegneri dell'Iowa State University hanno riportato in un articolo apparso sulla copertina del numero del 2 gennaio della rivista Angewandte Chemie .

Controlla il calore e puoi controllare i modelli di superficie, disse Martin Thuo, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali dello stato dell'Iowa, un co-fondatore della startup Ames SAFI-Tech Inc. e autore principale del documento.

E a cosa potrebbe portare quel modello di superficie sintonizzabile?

La tecnologia potrebbe "ispirare la progettazione di sistemi di leghe "intelligenti" che evolvono i modelli di superficie e la loro composizione con la temperatura (o stimoli analoghi) per applicazioni che vanno dal rilevamento alla catalisi, " Thuo e il suo gruppo di ricerca hanno scritto nel loro articolo.

I coautori del documento sono Andrew Martin e Winnie Kiarie, dottorandi dello stato dell'Iowa in scienze e ingegneria dei materiali; e Boyce Chang, un borsista post-dottorato presso l'Università della California, Berkeley, che ha conseguito il dottorato in Iowa State.

Il team di ricerca ha iniziato con una lega metallica liquida di gallio, indio e stagno sintetizzati in particelle ricoperte da un guscio liscio di ossido che è stato stabilizzato chimicamente. Quando le particelle vengono riscaldate, la superficie si ispessisce e si irrigidisce e comincia a comportarsi più come un solido.

Alla fine la superficie si rompe, permettendo al metallo liquido all'interno di venire in superficie. Il più reattivo, gallio, sfonda per primo. Più calore porta indio in superficie. E il calore più alto, circa 1, 600 gradi Fahrenheit:tira fuori fiori di stagno.

Questo movimento dal sottostrato alla superficie consente a una particella metallica liquida di "invertire continuamente la sua composizione sotto stimoli termici, " scrivono i ricercatori sul giornale.

"Le particelle rispondono a un certo livello di calore e rilasciano un elemento specifico in base alla temperatura, proprio come un camaleonte risponde al colore del suo ambiente, " disse Thuo. "Ecco perché diciamo che sono metalli camaleontici, ma reagendo al calore, non colorare come fa il rettile."

Kiarie ha detto che le particelle metalliche stanno rispondendo a un ambiente molto controllato:tempo, la temperatura e i livelli di ossigeno sono attentamente controllati dai ricercatori.

Ciò consente ai ricercatori di prevedere e programmare l'esatta struttura superficiale delle particelle.

Martin ha affermato che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per mettere a punto le prestazioni di un metallo come catalizzatore o la sua capacità di assorbire i composti.

I ricercatori affermano anche che la tecnologia funzionerà con altre leghe metalliche.

"Questo non è esclusivo di questi materiali, " Thuo ha detto. "Questo è un comportamento dei metalli in generale. Altri metalli soggetti allo stesso trattamento dovrebbero farlo. Questa è una proprietà universale dei metalli".

Ciò potrebbe rendere i metalli camaleontici una tecnologia molto interessante e utile:"Quando parli di materiali intelligenti, mi vengono in mente i polimeri " Thuo ha detto. "Ma i metalli possono fare questo, pure. Ma è una grande bestia, devi solo sapere come domarla".