液態(tài)金屬物質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)象與效應(yīng)

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(zhì)屬性開啟科學(xué)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(jìn)冷卻與能源利用

提供全新機(jī)遇5

1.5液態(tài)金屬天然的機(jī)電特性催生變革性電子增材制造

理論與應(yīng)用技術(shù)6

1.6液態(tài)金屬獨(dú)特的材料屬性促成顛覆性生物醫(yī)學(xué)理論與

技術(shù)體系的構(gòu)建9

1.7液態(tài)金屬罕見的多能性促成全新柔性機(jī)器理論與應(yīng)用

技術(shù)的構(gòu)建11

1.8小結(jié)與展望12

參考文獻(xiàn)13第2章液態(tài)金屬材料物質(zhì)基本屬性17

2.1引言17

2.2液態(tài)金屬體積熱膨脹效應(yīng)18

2.3液態(tài)金屬血壓計(jì)流體壓力效應(yīng)19

2.4低熔點(diǎn)金屬的低溫脆斷效應(yīng)20

2.5液態(tài)金屬與硅油基底的潤(rùn)濕性20

2.6液態(tài)金屬與常見固體基底的黏附效應(yīng)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(yīng)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(qū)動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)并予以示蹤的效應(yīng)30

2.11液態(tài)金屬溶液界面對(duì)金屬顆粒的電化學(xué)焊接效應(yīng)32

2.12微重力條件下的液態(tài)金屬變形效應(yīng)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(duì)液態(tài)金屬物理性能的影響46

參考文獻(xiàn)48第3章液態(tài)金屬表面光學(xué)特性與色彩效應(yīng)51

3.1引言51

3.2液態(tài)金屬的質(zhì)地與顏色51

3.3液態(tài)金屬色彩的尺寸效應(yīng)52

3.4液態(tài)金屬的呈色效應(yīng)53

3.5銀白色液態(tài)金屬的冷色效應(yīng)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(jī)器57

3.8液態(tài)金屬鏡面光學(xué)效應(yīng)60

3.9液態(tài)金屬多孔化結(jié)構(gòu)的透光效應(yīng)63

3.10無極燈中汞的光致激發(fā)效應(yīng)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(yīng)66

3.12液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)色效應(yīng)68

參考文獻(xiàn)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(jí)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(nèi)液態(tài)金屬的電潤(rùn)濕行為76

4.6電場(chǎng)作用下的液態(tài)金屬周期性搏動(dòng)現(xiàn)象78

4.7液態(tài)金屬毛細(xì)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(yīng)80

4.10液態(tài)金屬逆電潤(rùn)濕效應(yīng)與能量捕獲81

4.11液態(tài)金屬氧化效應(yīng)與各類基底間的潤(rùn)濕性82

4.12潤(rùn)濕性差異引發(fā)的液態(tài)金屬自驅(qū)動(dòng)83

4.13液態(tài)金屬的普適化印刷效應(yīng)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(rùn)濕性實(shí)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(gè)性化應(yīng)用88

4.17液態(tài)金屬的金屬鍵潤(rùn)濕特性89

4.18液態(tài)金屬的慣性拖曳效應(yīng)90

4.19具有自動(dòng)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(kuò)散效應(yīng)92

4.21液態(tài)金屬的擠出膨脹效應(yīng)94

4.22液態(tài)金屬Kirkendall效應(yīng)95

4.23液態(tài)金屬材料復(fù)合效應(yīng)96

4.24在空氣中3D打印液態(tài)金屬功能電子電路時(shí)的黏附效應(yīng)96

參考文獻(xiàn)99第5章液態(tài)金屬與各類介質(zhì)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(yīng)103

5.3金屬液滴融合過程中的振蕩效應(yīng)107

5.4不同大小金屬液滴融合過程中的彈射效應(yīng)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(yīng)109

5.6振動(dòng)誘導(dǎo)的液態(tài)金屬法拉第波及液滴不融合效應(yīng)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(yīng)114

5.9溶液內(nèi)石墨表面自發(fā)觸動(dòng)的液態(tài)金屬自旋效應(yīng)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(yīng)119

5.12電場(chǎng)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(zhì)中的液態(tài)金屬懸浮效應(yīng)及3D打印127

5.15液態(tài)金屬對(duì)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(qiáng)化黏附效應(yīng)及柔性電子轉(zhuǎn)印方法130

參考文獻(xiàn)134第6章液態(tài)金屬基礎(chǔ)流體效應(yīng)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(yīng)150

6.7經(jīng)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(dòng)生電效應(yīng)157

6.10通過振動(dòng)頻率和強(qiáng)度調(diào)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(chǎng)下的介電電泳效應(yīng)162

6.13在微流道中產(chǎn)生液態(tài)合金液滴的流體剪切機(jī)制163

6.14液態(tài)金屬無管虹吸效應(yīng)163

參考文獻(xiàn)166第7章液態(tài)金屬的操控及驅(qū)動(dòng)169

7.1引言169

7.2溫差驅(qū)動(dòng)的液態(tài)金屬熱虹吸效應(yīng)170

7.3相變熱氣驅(qū)動(dòng)效應(yīng)觸發(fā)液態(tài)金屬雙流體運(yùn)動(dòng)171

7.4Galvani腐蝕電偶效應(yīng)誘發(fā)的液態(tài)金屬M(fèi)arangoni流動(dòng)效應(yīng)173

7.5溶液中pH梯度驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬運(yùn)動(dòng)175

7.6光化學(xué)驅(qū)動(dòng)的液態(tài)金屬?gòu)椫檫\(yùn)動(dòng)現(xiàn)象175

7.7溶液內(nèi)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(chǎng)誘導(dǎo)下的射流效應(yīng)180

7.9液態(tài)金屬的超強(qiáng)引射效應(yīng)182

7.10多相體系中的液態(tài)金屬電激發(fā)效應(yīng)185

7.11分布電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的液態(tài)金屬與水復(fù)合流體定向流動(dòng)現(xiàn)象186

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

7.13交流電場(chǎng)下液態(tài)金屬液滴的泵送效應(yīng)190

7.14電場(chǎng)下水電解產(chǎn)氫強(qiáng)度的交流抑制效應(yīng)191

7.15溶液中液態(tài)金屬在磁場(chǎng)與電場(chǎng)耦合作用下的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)192

7.16溶液中液態(tài)金屬在電磁驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)表面出現(xiàn)的褶皺波現(xiàn)象195

參考文獻(xiàn)197第8章液態(tài)金屬熱學(xué)效應(yīng)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(yīng)201

8.4液態(tài)金屬的熱界面效應(yīng)203

8.5納米液態(tài)金屬材料及其導(dǎo)熱效應(yīng)205

8.6液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料導(dǎo)熱導(dǎo)電和力學(xué)效應(yīng)的納米改性206

8.7液態(tài)金屬中高導(dǎo)熱電絕緣性材料的隔離分散效應(yīng)209

8.8低熔點(diǎn)金屬相變吸熱效應(yīng)214

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

8.10液態(tài)金屬相轉(zhuǎn)變儲(chǔ)能材料217

8.113D打印中的液態(tài)金屬液固相變成型效應(yīng)218

8.12激光熔化處理金屬中誘發(fā)的表面漣漪效應(yīng)220

8.13水銀的蒸發(fā)相變效應(yīng)220

8.14液態(tài)金屬的熱管效應(yīng)221

8.15低熔點(diǎn)合金的聚能與焊接效應(yīng)223

8.16液態(tài)金屬各向異性導(dǎo)熱薄膜效應(yīng)223

8.17液態(tài)金屬微流體效應(yīng)及應(yīng)用224

參考文獻(xiàn)227第9章液態(tài)金屬電學(xué)效應(yīng)229

9.1引言229

9.2液態(tài)金屬柔性介質(zhì)的電磁屏蔽效應(yīng)229

9.3液態(tài)金屬的流動(dòng)變形電學(xué)效應(yīng)230

9.4液態(tài)金屬的斷裂與縮頸效應(yīng)231

9.5液態(tài)金屬微膠囊自修復(fù)電路232

9.6基于液態(tài)金屬常溫焊接特性的電路修復(fù)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(dǎo)線的柔性可拉伸電學(xué)效應(yīng)237

9.9印刷式液態(tài)金屬柔性電子可拉伸變阻效應(yīng)238

9.10電遷移現(xiàn)象與液態(tài)金屬薄膜的斷裂效應(yīng)242

9.11電場(chǎng)觸發(fā)的液態(tài)金屬自收縮效應(yīng)及限流器效應(yīng)244

9.12液態(tài)金屬導(dǎo)電物在基底表面的機(jī)械擦除機(jī)制245

9.13基底表面液態(tài)金屬電路的化學(xué)擦除機(jī)制247

9.14基底表面液態(tài)金屬電路的電化學(xué)擦除機(jī)制250

9.15液態(tài)金屬微流道電阻加熱效應(yīng)251

參考文獻(xiàn)252第10章液態(tài)金屬磁學(xué)效應(yīng)254

10.1引言254

10.2關(guān)于傳統(tǒng)流體與液態(tài)金屬的潤(rùn)滑效應(yīng)254

10.3液態(tài)金屬磁流體潤(rùn)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(dá)260

10.6電磁致動(dòng)的液態(tài)金屬柔性機(jī)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(dòng)誘發(fā)的電磁效應(yīng)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(yīng)266

參考文獻(xiàn)267第11章液態(tài)金屬化學(xué)效應(yīng)269

11.1引言269

11.2鎵的氧化還原效應(yīng)269

11.3化學(xué)物質(zhì)觸發(fā)的液態(tài)金屬汞心臟振蕩效應(yīng)270

11.4基于電化學(xué)效應(yīng)的常溫液態(tài)金屬柔性電池271

11.5液態(tài)金屬催化效應(yīng)觸發(fā)的鋁水反應(yīng)制氫274

11.6含鋁液態(tài)金屬產(chǎn)氫行為的界面觸發(fā)效應(yīng)275

11.7金屬基底強(qiáng)化的噬鋁液態(tài)金屬產(chǎn)氫效應(yīng)278

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

11.9電化學(xué)探針效應(yīng)280

11.10鈉鉀合金水熱效應(yīng)281

11.11鈉鉀液態(tài)金屬與水反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)283

11.12鈉鉀液態(tài)金屬的生物化學(xué)效應(yīng)285

參考文獻(xiàn)286第12章液態(tài)金屬力學(xué)效應(yīng)288

12.1引言288

12.2液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料的壓縮導(dǎo)電效應(yīng)288

12.3液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料的低溫膨脹導(dǎo)電效應(yīng)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(zhuǎn)換效應(yīng)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(yīng)變效應(yīng)295

12.7液態(tài)金屬液壓傳動(dòng)效應(yīng)297

12.8以液態(tài)金屬為車輪的微型車輛的運(yùn)動(dòng)問題298

參考文獻(xiàn)299第13章液態(tài)金屬傳感與能量轉(zhuǎn)換效應(yīng)300

13.1引言300

13.2關(guān)于不同金屬之間的熱電效應(yīng)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(yīng)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(xué)效應(yīng)的血糖測(cè)量314

13.10液態(tài)金屬可穿戴柔性電子服裝316

參考文獻(xiàn)318第14章液態(tài)金屬柔性可變形機(jī)器效應(yīng)319

14.1引言319

14.2可變形機(jī)器人與液體機(jī)器的崛起319

14.3科幻電影中的液態(tài)金屬終結(jié)者機(jī)器人掠影322

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

14.5電場(chǎng)控制下的液態(tài)金屬薄膜超大尺度收縮形變效應(yīng)324

14.6電場(chǎng)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(duì)現(xiàn)象328

14.8電場(chǎng)作用下的液態(tài)金屬定向水平運(yùn)動(dòng)行為329

14.9電控液態(tài)金屬機(jī)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(xué)協(xié)同控制機(jī)制332

14.11液態(tài)金屬在石墨表面的自發(fā)鋪展效應(yīng)335

14.12電場(chǎng)作用下液態(tài)金屬在石墨表面的逆重力蠕動(dòng)爬坡337

14.13自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬軟體動(dòng)物339

14.14液態(tài)金屬機(jī)器自驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力發(fā)生方式341

14.15自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬機(jī)器的分離與融合效應(yīng)343

14.16自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬微小馬達(dá)的宏觀布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象344

14.17液態(tài)金屬過渡態(tài)機(jī)器變形與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)346

14.18自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬馬達(dá)的規(guī)則排列349

14.19自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬馬達(dá)之間的碰撞與合并行為350

14.20電場(chǎng)控制下液態(tài)金屬馬達(dá)的定向加速運(yùn)動(dòng)350

14.21自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬馬達(dá)的磁陷阱效應(yīng)352

14.22鍍有磁性功能層的自驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬機(jī)器的電磁調(diào)控效應(yīng)354

14.23液態(tài)金屬阿米巴變形蟲效應(yīng)356

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

14.25金屬絲在液態(tài)金屬機(jī)器本體上的自激振蕩效應(yīng)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(xiàn)363第15章液態(tài)金屬生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用相關(guān)效應(yīng)365

15.1引言365

15.2前景廣闊的液態(tài)金屬生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)365

15.3液態(tài)金屬CT造影效應(yīng)及高清晰血管網(wǎng)絡(luò)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(shù)373

15.6液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)中的電學(xué)生物學(xué)效應(yīng)376

15.7實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠液態(tài)金屬神經(jīng)連接378

15.8液態(tài)金屬連通破損神經(jīng)驅(qū)動(dòng)死亡動(dòng)物軀體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)379

15.9用于治療皮表黑色素瘤的液態(tài)金屬低壓電學(xué)生物學(xué)效應(yīng)382

15.10生物皮表液態(tài)金屬受電場(chǎng)觸發(fā)的變形效應(yīng)382

15.11液態(tài)金屬適形化電化學(xué)腫瘤治療方法385

15.12鈉鉀液態(tài)金屬的抗腫瘤效應(yīng)387

15.13基于液固相轉(zhuǎn)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(xì)胞內(nèi)融合效應(yīng)392

15.16納米液態(tài)金屬材料的生物降解效應(yīng)393

參考文獻(xiàn)395

索引397