液態(tài)金屬物質科學基礎現(xiàn)象與效應

序

前言

第1章概述1

1.1引言1

1.2常溫液態(tài)金屬1

1.3液態(tài)金屬豐富的物質屬性開啟科學發(fā)現(xiàn)之旅3

1.4液態(tài)金屬優(yōu)異的熱流體特性為先進冷卻與能源利用

提供全新機遇5

1.5液態(tài)金屬天然的機電特性催生變革性電子增材制造

理論與應用技術6

1.6液態(tài)金屬獨特的材料屬性促成顛覆性生物醫(yī)學理論與

技術體系的構建9

1.7液態(tài)金屬罕見的多能性促成全新柔性機器理論與應用

技術的構建11

1.8小結與展望12

參考文獻13第2章液態(tài)金屬材料物質基本屬性17

2.1引言17

2.2液態(tài)金屬體積熱膨脹效應18

2.3液態(tài)金屬血壓計流體壓力效應19

2.4低熔點金屬的低溫脆斷效應20

2.5液態(tài)金屬與硅油基底的潤濕性20

2.6液態(tài)金屬與常見固體基底的黏附效應21

2.7液態(tài)金屬防輻射特性23

2.8含濕液態(tài)金屬材料的大尺度膨脹效應25

2.9輕量化電磁性多孔液態(tài)金屬柔性材料27

2.10金屬顆粒驅動液態(tài)金屬流動并予以示蹤的效應30

2.11液態(tài)金屬溶液界面對金屬顆粒的電化學焊接效應32

2.12微重力條件下的液態(tài)金屬變形效應35

2.13外太空存在液態(tài)金屬的可能性37

2.14基于液態(tài)金屬的可變形全液態(tài)量子器件40

2.15快速冷卻處理對液態(tài)金屬物理性能的影響46

參考文獻48第3章液態(tài)金屬表面光學特性與色彩效應51

3.1引言51

3.2液態(tài)金屬的質地與顏色51

3.3液態(tài)金屬色彩的尺寸效應52

3.4液態(tài)金屬的呈色效應53

3.5銀白色液態(tài)金屬的冷色效應54

3.6液態(tài)金屬表面的著色55

3.7彩色熒光化液態(tài)金屬及仿生變色龍機器57

3.8液態(tài)金屬鏡面光學效應60

3.9液態(tài)金屬多孔化結構的透光效應63

3.10無極燈中汞的光致激發(fā)效應65

3.11液態(tài)金屬液相放電觸發(fā)的等離子體現(xiàn)象與光量子效應66

3.12液態(tài)金屬結構色效應68

參考文獻70第4章液態(tài)金屬表面與界面特性71

4.1引言71

4.2液態(tài)金屬原子級別般的光滑表面形貌71

4.3液態(tài)金屬的超常表面張力73

4.4液態(tài)金屬表面張力的影響因素74

4.5溶液內液態(tài)金屬的電潤濕行為76

4.6電場作用下的液態(tài)金屬周期性搏動現(xiàn)象78

4.7液態(tài)金屬毛細現(xiàn)象78

4.8液態(tài)金屬在微流道中的充填行為79

4.9液態(tài)金屬在堿性溶液中的電雙層效應80

4.10液態(tài)金屬逆電潤濕效應與能量捕獲81

4.11液態(tài)金屬氧化效應與各類基底間的潤濕性82

4.12潤濕性差異引發(fā)的液態(tài)金屬自驅動83

4.13液態(tài)金屬的普適化印刷效應84

4.14直寫式液態(tài)金屬柔性打印85

4.15通過改變基底潤濕性實現(xiàn)液態(tài)金屬在紙表面打印87

4.16基于液態(tài)金屬柔性印刷電子的個性化應用88

4.17液態(tài)金屬的金屬鍵潤濕特性89

4.18液態(tài)金屬的慣性拖曳效應90

4.19具有自動封裝功能的液態(tài)金屬書寫筆92

4.20液態(tài)金屬3D打印成型中的界面擴散效應92

4.21液態(tài)金屬的擠出膨脹效應94

4.22液態(tài)金屬Kirkendall效應95

4.23液態(tài)金屬材料復合效應96

4.24在空氣中3D打印液態(tài)金屬功能電子電路時的黏附效應96

參考文獻99第5章液態(tài)金屬與各類介質之間的相互作用103

5.1引言103

5.2液態(tài)金屬溶液空氣觸發(fā)的呼吸獲能效應103

5.3金屬液滴融合過程中的振蕩效應107

5.4不同大小金屬液滴融合過程中的彈射效應108

5.5電控作用下金屬液滴在同類金屬液池表面上的沖浪效應109

5.6振動誘導的液態(tài)金屬法拉第波及液滴不融合效應111

5.7液態(tài)金屬表面的Leidenfrost沸騰現(xiàn)象112

5.8液態(tài)金屬吞噬外界顆粒的胞吞效應114

5.9溶液內石墨表面自發(fā)觸動的液態(tài)金屬自旋效應117

5.10石墨基底表面誘發(fā)的液態(tài)金屬振蕩現(xiàn)象117

5.11液態(tài)金屬在石墨表面上的自由塑形效應119

5.12電場控制下液態(tài)金屬大尺度變形跨越障礙122

5.13液相環(huán)境中的液態(tài)金屬3D打印與快速成型124

5.14液體介質中的液態(tài)金屬懸浮效應及3D打印127

5.15液態(tài)金屬對特定基底的腐蝕與雕刻加工129

5.16液態(tài)金屬低溫相變強化黏附效應及柔性電子轉印方法130

參考文獻134第6章液態(tài)金屬基礎流體效應137

6.1引言137

6.2基于液態(tài)金屬流體特性的水平儀137

6.3金屬液滴撞擊液池的飛濺現(xiàn)象138

6.4常溫液態(tài)金屬液滴撞擊加熱固體壁面的行為145

6.5表面含包覆膜的金屬液滴撞擊基底現(xiàn)象148

6.6液態(tài)金屬與印刷基底之間的撞擊黏附效應150

6.7經處理得到的液態(tài)金屬墨水液滴撞擊柔性材料表面情形154

6.8液態(tài)金屬在纖維叢材料表面的彈跳行為156

6.9液態(tài)金屬的流動生電效應157

6.10通過振動頻率和強度調控液態(tài)金屬的分散和重新聚合158

6.11通過溶液沸騰誘發(fā)的液態(tài)金屬分散現(xiàn)象160

6.12液態(tài)合金微液滴在電場下的介電電泳效應162

6.13在微流道中產生液態(tài)合金液滴的流體剪切機制163

6.14液態(tài)金屬無管虹吸效應163

參考文獻166第7章液態(tài)金屬的操控及驅動169

7.1引言169

7.2溫差驅動的液態(tài)金屬熱虹吸效應170

7.3相變熱氣驅動效應觸發(fā)液態(tài)金屬雙流體運動171

7.4Galvani腐蝕電偶效應誘發(fā)的液態(tài)金屬Marangoni流動效應173

7.5溶液中pH梯度驅動液態(tài)金屬運動175

7.6光化學驅動的液態(tài)金屬彈珠運動現(xiàn)象175

7.7溶液內液態(tài)金屬噴射過程中的自剪切現(xiàn)象177

7.8溶液中液態(tài)金屬在電場誘導下的射流效應180

7.9液態(tài)金屬的超強引射效應182

7.10多相體系中的液態(tài)金屬電激發(fā)效應185

7.11分布電場驅動的液態(tài)金屬與水復合流體定向流動現(xiàn)象186

7.12交流電場誘發(fā)的液態(tài)金屬流動與共振現(xiàn)象188

7.13交流電場下液態(tài)金屬液滴的泵送效應190

7.14電場下水電解產氫強度的交流抑制效應191

7.15溶液中液態(tài)金屬在磁場與電場耦合作用下的旋轉效應192

7.16溶液中液態(tài)金屬在電磁驅動下旋轉時表面出現(xiàn)的褶皺波現(xiàn)象195

參考文獻197第8章液態(tài)金屬熱學效應199

8.1引言199

8.2金屬液滴的升降溫特性199

8.3金屬液滴的過冷度效應201

8.4液態(tài)金屬的熱界面效應203

8.5納米液態(tài)金屬材料及其導熱效應205

8.6液態(tài)金屬復合材料導熱導電和力學效應的納米改性206

8.7液態(tài)金屬中高導熱電絕緣性材料的隔離分散效應209

8.8低熔點金屬相變吸熱效應214

8.9納米顆?；蜻\動觸發(fā)的液態(tài)金屬加速性液固相變效應217

8.10液態(tài)金屬相轉變儲能材料217

8.113D打印中的液態(tài)金屬液固相變成型效應218

8.12激光熔化處理金屬中誘發(fā)的表面漣漪效應220

8.13水銀的蒸發(fā)相變效應220

8.14液態(tài)金屬的熱管效應221

8.15低熔點合金的聚能與焊接效應223

8.16液態(tài)金屬各向異性導熱薄膜效應223

8.17液態(tài)金屬微流體效應及應用224

參考文獻227第9章液態(tài)金屬電學效應229

9.1引言229

9.2液態(tài)金屬柔性介質的電磁屏蔽效應229

9.3液態(tài)金屬的流動變形電學效應230

9.4液態(tài)金屬的斷裂與縮頸效應231

9.5液態(tài)金屬微膠囊自修復電路232

9.6基于液態(tài)金屬常溫焊接特性的電路修復233

9.7液態(tài)金屬的皮表柔性電子特性234

9.8液態(tài)金屬導線的柔性可拉伸電學效應237

9.9印刷式液態(tài)金屬柔性電子可拉伸變阻效應238

9.10電遷移現(xiàn)象與液態(tài)金屬薄膜的斷裂效應242

9.11電場觸發(fā)的液態(tài)金屬自收縮效應及限流器效應244

9.12液態(tài)金屬導電物在基底表面的機械擦除機制245

9.13基底表面液態(tài)金屬電路的化學擦除機制247

9.14基底表面液態(tài)金屬電路的電化學擦除機制250

9.15液態(tài)金屬微流道電阻加熱效應251

參考文獻252第10章液態(tài)金屬磁學效應254

10.1引言254

10.2關于傳統(tǒng)流體與液態(tài)金屬的潤滑效應254

10.3液態(tài)金屬磁流體潤滑255

10.4磁性液態(tài)金屬撞擊磁體行為256

10.5磁控液態(tài)金屬微型馬達260

10.6電磁致動的液態(tài)金屬柔性機器人261

10.7液態(tài)金屬磁流體音響263

10.8液態(tài)金屬流動誘發(fā)的電磁效應264

10.9液態(tài)金屬電磁懸浮控制265

10.10液態(tài)金屬適形化微波傳輸電磁效應266

參考文獻267第11章液態(tài)金屬化學效應269

11.1引言269

11.2鎵的氧化還原效應269

11.3化學物質觸發(fā)的液態(tài)金屬汞心臟振蕩效應270

11.4基于電化學效應的常溫液態(tài)金屬柔性電池271

11.5液態(tài)金屬催化效應觸發(fā)的鋁水反應制氫274

11.6含鋁液態(tài)金屬產氫行為的界面觸發(fā)效應275

11.7金屬基底強化的噬鋁液態(tài)金屬產氫效應278

11.8液態(tài)金屬表面自發(fā)產生的柱狀氫氣流噴射現(xiàn)象279

11.9電化學探針效應280

11.10鈉鉀合金水熱效應281

11.11鈉鉀液態(tài)金屬與水反應時的熱效應283

11.12鈉鉀液態(tài)金屬的生物化學效應285

參考文獻286第12章液態(tài)金屬力學效應288

12.1引言288

12.2液態(tài)金屬復合材料的壓縮導電效應288

12.3液態(tài)金屬復合材料的低溫膨脹導電效應290

12.4可固化后承力的液態(tài)金屬骨水泥291

12.5基于液固相態(tài)轉換效應的液態(tài)金屬外骨骼293

12.6液態(tài)金屬觸發(fā)的彈性膜電致應變效應295

12.7液態(tài)金屬液壓傳動效應297

12.8以液態(tài)金屬為車輪的微型車輛的運動問題298

參考文獻299第13章液態(tài)金屬傳感與能量轉換效應300

13.1引言300

13.2關于不同金屬之間的熱電效應300

13.3液態(tài)金屬與匹配金屬的熱電特性301

13.4液態(tài)鎵基熱電偶的熱電特性303

13.5基于液態(tài)金屬的紙上可印刷式熱電溫度傳感器305

13.6基于液態(tài)金屬的柔性可印刷式熱電發(fā)生器307

13.7液態(tài)金屬柔性電阻溫度傳感效應311

13.8基于液態(tài)金屬的可拉伸電容式傳感器312

13.9基于液態(tài)金屬電化學效應的血糖測量314

13.10液態(tài)金屬可穿戴柔性電子服裝316

參考文獻318第14章液態(tài)金屬柔性可變形機器效應319

14.1引言319

14.2可變形機器人與液體機器的崛起319

14.3科幻電影中的液態(tài)金屬終結者機器人掠影322

14.4電場控制下的液態(tài)金屬多變形現(xiàn)象及柔性機器效應322

14.5電場控制下的液態(tài)金屬薄膜超大尺度收縮形變效應324

14.6電場作用下的液態(tài)金屬液滴合并行為327

14.7液態(tài)金屬球高速自旋及誘發(fā)周圍流體漩渦對現(xiàn)象328

14.8電場作用下的液態(tài)金屬定向水平運動行為329

14.9電控液態(tài)金屬機器泵送周圍流體及藥物行為331

14.10液態(tài)金屬大尺度可逆變形的電化學協(xié)同控制機制332

14.11液態(tài)金屬在石墨表面的自發(fā)鋪展效應335

14.12電場作用下液態(tài)金屬在石墨表面的逆重力蠕動爬坡337

14.13自驅動液態(tài)金屬軟體動物339

14.14液態(tài)金屬機器自驅動運動的動力發(fā)生方式341

14.15自驅動液態(tài)金屬機器的分離與融合效應343

14.16自驅動液態(tài)金屬微小馬達的宏觀布朗運動現(xiàn)象344

14.17液態(tài)金屬過渡態(tài)機器變形與運動效應346

14.18自驅動液態(tài)金屬馬達的規(guī)則排列349

14.19自驅動液態(tài)金屬馬達之間的碰撞與合并行為350

14.20電場控制下液態(tài)金屬馬達的定向加速運動350

14.21自驅動液態(tài)金屬馬達的磁陷阱效應352

14.22鍍有磁性功能層的自驅動液態(tài)金屬機器的電磁調控效應354

14.23液態(tài)金屬阿米巴變形蟲效應356

14.24酸性溶液中銅離子激發(fā)的可自發(fā)生長的液態(tài)金屬蛇形運動356

14.25金屬絲在液態(tài)金屬機器本體上的自激振蕩效應359

14.26溶液中金屬微顆粒觸發(fā)的液態(tài)金屬跳躍現(xiàn)象361

參考文獻363第15章液態(tài)金屬生物醫(yī)學應用相關效應365

15.1引言365

15.2前景廣闊的液態(tài)金屬生物醫(yī)學材料學365

15.3液態(tài)金屬CT造影效應及高清晰血管網絡成像366

15.4無定形液態(tài)金屬電極371

15.5植入式醫(yī)療電子在體3D打印成型技術373

15.6液態(tài)金屬神經連接與修復技術中的電學生物學效應376

15.7實驗動物小鼠液態(tài)金屬神經連接378

15.8液態(tài)金屬連通破損神經驅動死亡動物軀體運動實驗379

15.9用于治療皮表黑色素瘤的液態(tài)金屬低壓電學生物學效應382

15.10生物皮表液態(tài)金屬受電場觸發(fā)的變形效應382

15.11液態(tài)金屬適形化電化學腫瘤治療方法385

15.12鈉鉀液態(tài)金屬的抗腫瘤效應387

15.13基于液固相轉換的可注射型液態(tài)金屬骨骼389

15.14液態(tài)金屬皮膚電子391

15.15納米液態(tài)金屬顆粒的細胞內融合效應392

15.16納米液態(tài)金屬材料的生物降解效應393

參考文獻395

索引397