伍伦贡大学开创性研究：利用电流实现液态金属转移

杰出教授XiaolinWang

在一项突破性的发现中，伍伦贡大学（UOW）的研究人员在软物质传输方面取得了新的里程碑。位于未来低能电子技术卓越研究中心（FLEET）UOW节点的研究团队成功展示了液态金属从阳极到阴极的转移，且没有短路，这一成果颠覆了传统电子学的预期。

该研究由杰出教授Xiaolin Wang领导，他是FLEET的项目主任和主题负责人，同时也是UOW超导与电子材料研究所的主任。该研究近日发表在《自然化学工程》（Nature Chemical Engineering）上，揭示了一种方法可以使得以镓为基础的室温液态金属阳极在小电流作用下能够向阴极流动而不发生短路。

在传统认知中，带正电的阳极与阴极接触会导致短路。然而，这项研究引入了一种新方法，可使液态金属流向阴极而不会造成电流中断。

实验结果表明，由于电化学氧化作用，附着在阳极上的液态金属液滴会向阴极移动，从而产生表面张力。出乎意料的是，液态金属在接近阴极时并没有短路。相反，它包围着阴极，最终与阳极分离并无缝传输。

FLEET 研究员Yahua He博士表示："其基本机制包括阴极的氢气泡、液态金属上的超薄表面氧化层以及屏蔽效应，这些因素共同防止了短路，促进了液态金属液滴的选择性分离和转移。”

此外，Wang教授强调了这项研究的广泛意义： "通过反转电极的极性，可以实现液态金属液滴的连续来回转移。此外，转移位置的可控性和液态金属在仿生学中的潜在用途为软机器人和设备工程开辟了新途径。

这项开创性的研究不仅挑战了传统的电化学原理，还为形状可重构导体和执行器的开发提供了广阔的前景。避免短路的能力对电化学工程，尤其是电化学活性物质的对流传输和电极附近的热传递具有重大意义。

Wang教授的团队还与北卡罗来纳州立大学的Michael Dickey教授合作，不断推动液态金属物理学的发展。这项最新成果展示了对液态金属系统进行可控和高效操纵的潜力，堪称该领域一块重要的里程碑。

关于研究

题为'Liquid-metal transfer from an anode to a cathode without short circuiting'论文于 2024 年 3 月 20 日发表于《自然化学工程》杂志。