液态金属物质科学基础现象与效应PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1引言 1

1.2常温液态金属 1

1.3液态金属丰富的物质属性开启科学发现之旅 3

1.4液态金属优异的热流体特性为先进冷却与能源利用提供全新机遇 5

1.5液态金属天然的机电特性催生变革性电子增材制造理论与应用技术 6

1.6液态金属独特的材料属性促成颠覆性生物医学理论与技术体系的构建 9

1.7液态金属罕见的多能性促成全新柔性机器理论与应用技术的构建 11

1.8小结与展望 12

参考文献 13

第2章 液态金属材料物质基本属性 17

2.1引言 17

2.2液态金属体积热膨胀效应 18

2.3液态金属血压计流体压力效应 19

2.4低熔点金属的低温脆断效应 20

2.5液态金属与硅油基底的润湿性 20

2.6液态金属与常见固体基底的黏附效应 21

2.7液态金属防辐射特性 23

2.8含湿液态金属材料的大尺度膨胀效应 25

2.9轻量化电磁性多孔液态金属柔性材料 27

2.10金属颗粒驱动液态金属流动并予以示踪的效应 30

2.11液态金属-溶液界面对金属颗粒的电化学焊接效应 32

2.12微重力条件下的液态金属变形效应 35

2.13外太空存在液态金属的可能性 37

2.14基于液态金属的可变形全液态量子器件 40

2.15 快速冷却处理对液态金属物理性能的影响 46

参考文献 48

第3章 液态金属表面光学特性与色彩效应 51

3.1引言 51

3.2液态金属的质地与颜色 51

3.3液态金属色彩的尺寸效应 52

3.4液态金属的呈色效应 53

3.5银白色液态金属的冷色效应 54

3.6液态金属表面的着色 55

3.7彩色荧光化液态金属及仿生变色龙机器 57

3.8液态金属镜面光学效应 60

3.9液态金属多孔化结构的透光效应 63

3.10无极灯中汞的光致激发效应 65

3.11液态金属液相放电触发的等离子体现象与光量子效应 66

3.12液态金属结构色效应 68

参考文献 70

第4章 液态金属表面与界面特性 71

4.1引言 71

4.2液态金属原子级别般的光滑表面形貌 71

4.3液态金属的超常表面张力 73

4.4液态金属表面张力的影响因素 74

4.5溶液内液态金属的电润湿行为 76

4.6电场作用下的液态金属周期性搏动现象 78

4.7液态金属毛细现象 78

4.8液态金属在微流道中的充填行为 79

4.9液态金属在碱性溶液中的电双层效应 80

4.10液态金属逆电润湿效应与能量捕获 81

4.11液态金属氧化效应与各类基底间的润湿性 82

4.12润湿性差异引发的液态金属自驱动 83

4.13液态金属的普适化印刷效应 84

4.14直写式液态金属柔性打印 85

4.15通过改变基底润湿性实现液态金属在纸表面打印 87

4.16基于液态金属柔性印刷电子的个性化应用 88

4.17液态金属的金属键润湿特性 89

4.18液态金属的惯性拖曳效应 90

4.19具有自动封装功能的液态金属书写笔 92

4.20液态金属3D打印成型中的界面扩散效应 92

4.21液态金属的挤出膨胀效应 94

4.22液态金属Kirkendall效应 95

4.23液态金属材料复合效应 96

4.24在空气中3D打印液态金属功能电子电路时的黏附效应 96

参考文献 99

第5章 液态金属与各类介质之间的相互作用 103

5.1引言 103

5.2液态金属-溶液-空气触发的呼吸获能效应 103

5.3金属液滴融合过程中的振荡效应 107

5.4不同大小金属液滴融合过程中的弹射效应 108

5.5电控作用下金属液滴在同类金属液池表面上的冲浪效应 109

5.6振动诱导的液态金属法拉第波及液滴不融合效应 111

5.7液态金属表面的Leidenf rost沸腾现象 112

5.8液态金属吞噬外界颗粒的胞吞效应 114

5.9溶液内石墨表面自发触动的液态金属自旋效应 117

5.10石墨基底表面诱发的液态金属振荡现象 117

5.11液态金属在石墨表面上的自由塑形效应 119

5.12电场控制下液态金属大尺度变形跨越障碍 122

5.13液相环境中的液态金属3D打印与快速成型 124

5.14液体介质中的液态金属悬浮效应及3D打印 127

5.15液态金属对特定基底的腐蚀与雕刻加工 129

5.16液态金属低温相变强化黏附效应及柔性电子转印方法 130

参考文献 134

第6章 液态金属基础流体效应 137

6.1引言 137

6.2基于液态金属流体特性的水平仪 137

6.3金属液滴撞击液池的飞溅现象 138

6.4常温液态金属液滴撞击加热固体壁面的行为 145

6.5表面含包覆膜的金属液滴撞击基底现象 148

6.6液态金属与印刷基底之间的撞击黏附效应 150

6.7经处理得到的液态金属墨水液滴撞击柔性材料表面情形 154

6.8液态金属在纤维丛材料表面的弹跳行为 156

6.9液态金属的流动生电效应 157

6.10通过振动频率和强度调控液态金属的分散和重新聚合 158

6.11通过溶液沸腾诱发的液态金属分散现象 160

6.12液态合金微液滴在电场下的介电电泳效应 162

6.13在微流道中产生液态合金液滴的流体剪切机制 163

6.14液态金属无管虹吸效应 163

参考文献 166

第7章 液态金属的操控及驱动 169

7.1 引言 169

7.2温差驱动的液态金属热虹吸效应 170

7.3相变热气驱动效应触发液态金属双流体运动 171

7.4 Galvani腐蚀电偶效应诱发的液态金属Marangoni流动效应 173

7.5溶液中pH梯度驱动液态金属运动 175

7.6光化学驱动的液态金属弹珠运动现象 175

7.7溶液内液态金属喷射过程中的自剪切现象 177

7.8溶液中液态金属在电场诱导下的射流效应 180

7.9液态金属的超强引射效应 182

7.10多相体系中的液态金属电激发效应 185

7.11分布电场驱动的液态金属与水复合流体定向流动现象 186

7.12交流电场诱发的液态金属流动与共振现象 188

7.13交流电场下液态金属液滴的泵送效应 190

7.14电场下水电解产氢强度的交流抑制效应 191

7.15溶液中液态金属在磁场与电场耦合作用下的旋转效应 192

7.16溶液中液态金属在电磁驱动下旋转时表面出现的褶皱波现象 195

参考文献 197

第8章 液态金属热学效应 199

8.1引言 199

8.2金属液滴的升降温特性 199

8.3金属液滴的过冷度效应 201

8.4液态金属的热界面效应 203

8.5纳米液态金属材料及其导热效应 205

8.6液态金属复合材料导热导电和力学效应的纳米改性 206

8.7液态金属中高导热电绝缘性材料的隔离分散效应 209

8.8低熔点金属相变吸热效应 214

8.9纳米颗粒或运动触发的液态金属加速性液固相变效应 217

8.10液态金属相转变储能材料 217

8.11 3D打印中的液态金属液固相变成型效应 218

8.12激光熔化处理金属中诱发的表面涟漪效应 220

8.13水银的蒸发相变效应 220

8.14液态金属的热管效应 221

8.15低熔点合金的聚能与焊接效应 223

8.16液态金属各向异性导热薄膜效应 223

8.17液态金属微流体效应及应用 224

参考文献 227

第9章 液态金属电学效应 229

9.1引言 229

9.2液态金属柔性介质的电磁屏蔽效应 229

9.3液态金属的流动变形电学效应 230

9.4液态金属的断裂与缩颈效应 231

9.5液态金属微胶囊自修复电路 232

9.6基于液态金属常温焊接特性的电路修复 233

9.7液态金属的皮表柔性电子特性 234

9.8液态金属导线的柔性可拉伸电学效应 237

9.9印刷式液态金属柔性电子可拉伸变阻效应 238

9.10电迁移现象与液态金属薄膜的断裂效应 242

9.11电场触发的液态金属自收缩效应及限流器效应 244

9.12液态金属导电物在基底表面的机械擦除机制 245

9.13基底表面液态金属电路的化学擦除机制 247

9.14基底表面液态金属电路的电化学擦除机制 250

9.15液态金属微流道电阻加热效应 251

参考文献 252

第10章 液态金属磁学效应 254

10.1引言 254

10.2关于传统流体与液态金属的润滑效应 254

10.3液态金属磁流体润滑 255

10.4磁性液态金属撞击磁体行为 256

10.5磁控液态金属微型马达 260

10.6电磁致动的液态金属柔性机器人 261

10.7液态金属磁流体音响 263

10.8液态金属流动诱发的电磁效应 264

10.9液态金属电磁悬浮控制 265

10.10液态金属适形化微波传输电磁效应 266

参考文献 267

第11章 液态金属化学效应 269

11.1引言 269

11.2镓的氧化还原效应 269

11.3化学物质触发的液态金属汞心脏振荡效应 270

11.4基于电化学效应的常温液态金属柔性电池 271

11.5液态金属催化效应触发的铝水反应制氢 274

11.6含铝液态金属产氢行为的界面触发效应 275

11.7金属基底强化的噬铝液态金属产氢效应 278

11.8液态金属表面自发产生的柱状氢气流喷射现象 279

11.9电化学探针效应 280

11.10钠钾合金水热效应 281

11.11钠钾液态金属与水反应时的热效应 283

11.12钠钾液态金属的生物化学效应 285

参考文献 286

第12章 液态金属力学效应 288

12.1引言 288

12.2液态金属复合材料的压缩导电效应 288

12.3液态金属复合材料的低温膨胀导电效应 290

12.4可固化后承力的液态金属骨水泥 291

12.5基于液固相态转换效应的液态金属外骨骼 293

12.6液态金属触发的弹性膜电致应变效应 295

12.7液态金属液压传动效应 297

12.8以液态金属为车轮的微型车辆的运动问题 298

参考文献 299

第13章 液态金属传感与能量转换效应 300

13.1引言 300

13.2关于不同金属之间的热电效应 300

13.3液态金属与匹配金属的热电特性 301

13.4液态镓基热电偶的热电特性 303

13.5基于液态金属的纸上可印刷式热电温度传感器 305

13.6基于液态金属的柔性可印刷式热电发生器 307

13.7液态金属柔性电阻温度传感效应 311

13.8基于液态金属的可拉伸电容式传感器 312

13.9基于液态金属电化学效应的血糖测量 314

13.10液态金属可穿戴柔性电子服装 316

参考文献 318

第14章 液态金属柔性可变形机器效应 319

14.1引言 319

14.2可变形机器人与液体机器的崛起 319

14.3科幻电影中的液态金属终结者机器人掠影 322

14.4电场控制下的液态金属多变形现象及柔性机器效应 322

14.5电场控制下的液态金属薄膜超大尺度收缩形变效应 324

14.6电场作用下的液态金属液滴合并行为 327

14.7液态金属球高速自旋及诱发周围流体漩涡对现象 328

14.8电场作用下的液态金属定向水平运动行为 329

14.9电控液态金属机器泵送周围流体及药物行为 331

14.10液态金属大尺度可逆变形的电化学协同控制机制 332

14.11液态金属在石墨表面的自发铺展效应 335

14.12电场作用下液态金属在石墨表面的逆重力蠕动爬坡 337

14.13自驱动液态金属软体动物 339

14.14液态金属机器自驱动运动的动力发生方式 341

14.15自驱动液态金属机器的分离与融合效应 343

14.16自驱动液态金属微小马达的宏观布朗运动现象 344

14.17液态金属过渡态机器变形与运动效应 346

14.18自驱动液态金属马达的规则排列 349

14.19自驱动液态金属马达之间的碰撞与合并行为 350

14.20电场控制下液态金属马达的定向加速运动 350

14.21自驱动液态金属马达的磁陷阱效应 352

14.22镀有磁性功能层的自驱动液态金属机器的电磁调控效应 354

14.23液态金属阿米巴变形虫效应 356

14.24酸性溶液中铜离子激发的可自发生长的液态金属蛇形运动 356

14.25金属丝在液态金属机器本体上的自激振荡效应 359

14.26溶液中金属微颗粒触发的液态金属跳跃现象 361

参考文献 363

第15章 液态金属生物医学应用相关效应 365

15.1引言 365

15.2前景广阔的液态金属生物医学材料学 365

15.3液态金属CT造影效应及高清晰血管网络成像 366

15.4无定形液态金属电极 371

15.5植入式医疗电子在体3D打印成型技术 373

15.6液态金属神经连接与修复技术中的电学生物学效应 376

15.7实验动物小鼠液态金属神经连接 378

15.8液态金属连通破损神经驱动死亡动物躯体运动实验 379

15.9用于治疗皮表黑色素瘤的液态金属低压电学生物学效应 382

15.10生物皮表液态金属受电场触发的变形效应 382

15.11液态金属适形化电化学肿瘤治疗方法 385

15.12钠钾液态金属的抗肿瘤效应 387

15.13基于液固相转换的可注射型液态金属骨骼 389

15.14液态金属皮肤电子 391

15.15纳米液态金属颗粒的细胞内融合效应 392

15.16纳米液态金属材料的生物降解效应 393

参考文献 395

索引 397