I ricercatori della North Carolina State University hanno scoperto che l'indio gallio (EGaIn), un metallo liquido con una delle più alte tensioni superficiali, possono essere indotti a diffondere e formare modelli chiamati frattali con l'applicazione di bassa tensione. Il lavoro ha implicazioni per il controllo della forma dei metalli liquidi.

La tensione superficiale è la forza esercitata dalla superficie di un liquido che lo fa "spalmare" o formare goccioline. Acqua, Per esempio, ha un'elevata tensione superficiale, così si gonfia, considerando che l'alcol, con una tensione superficiale inferiore, tende ad allargarsi. metalli liquidi, come il mercurio, hanno un'enorme tensione superficiale e quindi sono quasi sempre sferici. Infatti, EGaIn ha la più alta tensione superficiale di qualsiasi liquido conosciuto a temperatura ambiente.

In una scoperta sorprendente, La professoressa di fisica dello stato NC Karen Daniels e il professore di ingegneria chimica e biomolecolare Michael Dickey hanno scoperto che l'applicazione di una bassa tensione alla superficie di EGaIn fa sì che il metallo liquido si diffonda e formi modelli frattali simili a fiocchi di neve.

"Applicando tensione a EGaIn si forma un sottile strato di ossido sulla superficie del metallo, che riduce efficacemente la tensione superficiale, " Dickey dice. "Normalmente, la tensione dei liquidi può essere abbassata aggiungendo al liquido tensioattivi - come mettere sapone o detersivo nell'acqua. È facile mettere il sapone nell'acqua, ma è difficile togliere il sapone. In contrasto, l'uso della tensione per controllare la tensione è interessante perché è reversibile, e incredibilmente efficace."

"Abbiamo anche scoperto che se si applica una maggiore quantità di tensione al metallo, questo smette di diffondersi e si rigonfia di nuovo, "Dice Daniels. "Questo è dovuto alla quantità di ossido prodotta - una piccola quantità abbassa la tensione superficiale, ma troppo forma una crosta sul metallo e ne impedisce la diffusione. Quindi controllare la tensione è un bel modo per controllare la diffusione del metallo".

I ricercatori hanno registrato il comportamento del metallo quando la tensione superficiale si è abbassata. Meno di un volt di elettricità ha causato la diffusione del metallo e la formazione di diversi frattali, o modelli. interessante, i frattali formati dall'EGaIn sembrano essere unici; questo è, non corrispondono a nessun frattale attualmente descritto. "Oltre ad essere insolito, l'altra implicazione di questi frattali è che per formare la tensione superficiale del metallo liquido deve essere vicina allo zero, "Daniele dice.

"Questo lavoro suggerisce che non solo la formazione dell'ossido abbassa la tensione superficiale del metallo liquido, ma che crea anche sollecitazioni di compressione - l'opposto della tensione - che aiutano il metallo a distendersi e a formare frattali, " Dickey dice. "Questo è interessante perché i liquidi sono sempre sotto tensione, e ora abbiamo uno strumento per applicare forze di compressione direttamente sulla superficie di un liquido. Queste proprietà ci danno un maggiore controllo sul comportamento del metallo".

L'opera appare in Lettere di revisione fisica .