Dalam penemuan penting, para peneliti Universitas Wollongong (UOW) telah menyadari manipulasi non-kontak logam cair. Logam dapat dikontrol untuk bergerak ke segala arah dan dimanipulasi menjadi bentuk yang unik dan melayang seperti loop dan kotak dengan menggunakan tegangan kecil dan magnet.
Logam cair yang digunakan adalah galinstan, paduan galium indium dan timah, yang mendukung pembentukan tetesan karena tegangan permukaannya yang tinggi. Di bawah penerapan tegangan pemicu kecil, logam cair ini menjadi kawat karena tegangan menyebabkan oksidasi elektrokimia, yang menurunkan tegangan permukaan logam.
Tim peneliti dipimpin oleh Profesor Xiaolin Wang, pemimpin simpul dan pemimpin tema di ARC Center of Excellence for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET), dan Direktur Institut UOW untuk Bahan Superkonduktor dan Elektronik di Institut Australia untuk Bahan Inovatif. Dia mencatat bahwa dengan menggabungkan induksi elektromagnetik dan dinamika fluida, tim mampu memanipulasi logam cair dengan cara yang terkendali dan bergerak seperti robotika lunak.
Penelitian dalam logam cair diilhami oleh sistem biologis serta fiksi ilmiah, termasuk robot “T-1000” logam cair yang dapat berubah bentuk dalam film yang disutradarai oleh James Cameron. Terminator 2. “Penelitian ini lebih dari fiksi ilmiah, kami telah menyusun dan menyadari metode non-kontak untuk cairan ini, menawarkan cara baru untuk memanipulasi dan membentuk cairan,” kata Prof Wang.
Karena reaksi-reaksi ini memerlukan arus listrik yang melewati kawat, maka menjadi mungkin untuk menerapkan gaya pada kawat melalui penerapan medan magnet (yaitu, induksi elektromagnetik; mekanisme yang sama seperti menggerakkan gerakan di motor listrik). Dengan demikian, kabel dapat dimanipulasi untuk bergerak dalam jalur yang dapat dikontrol, dan bahkan dapat ditangguhkan (melawan gravitasi) di sekitar keliling medan magnet yang diterapkan, dengan asumsi bentuk yang dirancang terkontrol.
Mahasiswa PhD UOW Yahua Dia adalah penulis utama studi tersebut, yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) edisi Januari, salah satu jurnal utama dunia untuk penelitian multidisiplin. Dia mencatat bahwa manipulasi non-kontak logam cair memungkinkan peneliti untuk mengeksploitasi dan memvisualisasikan elektromagnetisme dengan cara baru.
Kemampuan untuk mengontrol aliran logam cair dengan cara non-kontak juga memungkinkan strategi baru untuk membentuk cairan konduktif elektronik untuk manufaktur maju dan struktur elektronik dinamis. Metode manufaktur dan manipulasi non-kontak dapat meminimalkan gangguan yang tidak diinginkan dari objek yang dipelajari atau dimanipulasi. Teknologi non-kontak yang dikembangkan sebelumnya termasuk manipulasi objek dengan manipulasi akustik atau pinset optik.
Namun, hingga saat ini, aliran cairan yang mengalir bebas sangat sulit untuk dimanipulasi dengan cara non-kontak. Menyadari perubahan arah yang sangat terkontrol atau pembentukan cairan yang kompleks, terutama tanpa mengganggu bentuk penampang aliran, merupakan tantangan bagi tim di UOW.
Begitu tim mulai mengerjakan topik ini, mereka menyadari bahwa ada lebih banyak hal di baliknya. Kawat logam cair terbentuk dengan menerapkan tegangan kecil (sekitar 1 volt). Namun, tim menemukan bahwa arus listrik yang cukup besar (hingga 70 mA) dapat diukur dalam kabel yang dihasilkan.
“Ada lompatan kreatif pada titik ini, karena tim menyadari bahwa induksi elektromagnetik dapat digunakan untuk mengontrol kabel logam cair dengan cara non-kontak. Ini adalah kunci untuk akhirnya berhasil memecahkan tantangan, sehingga mengembangkan strategi baru untuk membentuk cairan dengan cara non-kontak, ”tambahnya.
Manipulasi non-kontak ini dimungkinkan oleh sifat dinamis dan metalik fluida yang unik dari material. Sebagai konduktor pembawa arus yang lembut, kabel menghadirkan resistensi minimal terhadap manipulasi melalui gaya Lorentz di bawah medan magnet pengontrol. Dengan demikian, para peneliti dapat memanipulasi kabel dengan cara yang dirancang.
Rekan penulis Profesor Michael Dickey dari North Carolina State University mengatakan resistensi yang sangat rendah terhadap gerakan ini memungkinkan kontrol yang sangat baik dari bentuk yang dihasilkan. Dia mengatakan bahwa biasanya, aliran cairan pecah menjadi tetesan. Misalnya, aliran air yang berasal dari keran atau selang dimulai sebagai silinder, tetapi dengan cepat pecah menjadi tetesan. Namun, kawat logam cair memiliki sifat seperti tali, mirip dengan pita yang melambai di udara. Properti itu memungkinkan para peneliti untuk memanipulasi aliran logam cair menjadi loop terus menerus dan bentuk lainnya.
