Eine Metalllegierung, die bei Raumtemperatur flüssig ist.

Angenommen, Sie hatten eine Metalllegierung, die die Vorteile von flüssigem Quecksilber hatte, aber ohne die toxischen Wirkungen?

Sie könnten Ihre eigenen Barometer und Thermometer herstellen und sich nicht darum kümmern, a Gefahrstoffteam, um nach Unfällen aufzuräumen. Sie könnten das Chaos einfach mit einem Papiertuch abwischen. Sie müssten sich keine Sorgen um das Einatmen von berauschenden Quecksilberdämpfen machen, aber Sie könnten trotzdem ordentliche kleine Elektromotoren herstellen, die in flüssiges Metall eintauchen, um ihre elektrischen Verbindungen herzustellen.

Nehmen wir weiter an, dass das Metall an Glas haften bleibt, damit Sie es auf Glas malen können, um Ihre eigenen Spiegel herzustellen, oder dass es auf Papier klebt, damit Sie Ihre eigenen Stromkreise darin zeichnen können?

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Auf dem Foto oben halte ich zwei kleine Fläschchen mit flüssigem Metall. Das Fläschchen auf der rechten Seite enthält Gallium, ein Element, das bei 29,76 ° Celsius schmilzt. Das Fläschchen auf der linken Seite ist eine Legierung, die Gallium, Indium und Zinn enthält und bei -20 ° Celsius schmilzt. -4 ° Fahrenheit). (Beide sind in unserem Katalog verfügbar.)

Das Gallium ist flüssig, weil ich die Flasche in meiner Hemdtasche neben meinem warmen Körper hatte. Bei normaler komfortabler Raumtemperatur Eraturen ist ein Feststoff.

Da sich Gallium beim Erstarren ausdehnt (im Gegensatz zu den meisten Metallen), werden die Fläschchen nur zur Hälfte gefüllt. Um das feste Metall aus der Durchstechflasche zu holen, erwärmen Sie es einfach in einer Tasse heißem Wasser, bis es schmilzt.

Unterhaltsame Dinge, die mit flüssigem Metall zu tun sind

Eine unterhaltsame Sache, die Sie sofort mit der Flüssigmetalllegierung machen können deine eigenen Spiegel. Alles was es braucht ist ein Stück Glas und ein Wattestäbchen.

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Tauchen Sie das Wattestäbchen in das Fläschchen und drehen Sie es herum, um es mit der flüssigen Metalllegierung zu beschichten.

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Reiben Sie nun den beschichteten Tupfer auf dem Glas ( Auf dem Foto verwenden wir einen Glasmikroskop-Objektträger. Das Metall haftet am Glas und bildet eine undurchsichtige reflektierende Beschichtung.

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Auf dem Foto oben halte ich den neuen Spiegel so, dass er den Blick auf die Bäume vor meinem Fenster widerspiegelt. Die Kamera ist auf das Fenster fokussiert, daher sind die Bäume und meine Hand unscharf.

Die Möglichkeit, eigene Spiegel herzustellen, ist ein Vorteil, wenn der Spiegel benötigt wird. “ Zum Beispiel brauchte ich einen kleinen, leichten Spiegel, um ihn an einen Lautsprecher zu kleben, damit ich einen Laserstrahl vom Lautsprecher abprallen und die Musik mit dem Spiegel wackeln lassen konnte, um ein Muster an der Wand zu erzeugen.

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Ich habe das verwendet flüssiges Metall zum Beschichten eines dünnen Glasdeckglases für einen Objektträger.

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Der resultierende Spiegel war sehr leicht und dennoch steif, sodass er flach bleibt, während er vom Lautsprecher herumgewirbelt wird.

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Wenn dies der Fall ist Auf den Lautsprecher geklebt und die Musik eingeschaltet, macht der Laser eine Lichtshow an der Wand. Wenn Sie zwei Lautsprecher verwenden und das Licht von einem und dann von dem anderen abprallen lassen, erhalten Sie zwei Dimensionen, und Sie können eine Computer-Sounddatei erstellen, die beide Stereokanäle verwendet, um Bilder an die Wand zu zeichnen.

Weitere lustige Dinge

Mit flüssigem Metall können Sie viele Dinge tun:

• Thermometer herstellen
• Barometer herstellen
• Neigungsmesser-Seismographen erstellen
• Nichtleitende Objekte leitfähig machen
• Elektroden herstellen, die sich an unterschiedliche Oberflächen anpassen
• Experimentieren mit Magnetohydrodynamik
• Wackeln Sie mit hochfrequenter Elektrizität
• Verwenden Sie es, um energiereichen Schall zu leiten
• Ersetzen Sie Quecksilber in sich drehenden Teleskopspiegeln.

Wenn Sie eine glänzende Oberfläche benötigen, verwenden Sie eine verdünnte Lösung von Salzsäure kann auf die Oberfläche aufgetragen werden, oder Sie können eine leichte Beschichtung aus Mineralöl verwenden h verhindert die langsame Oxidation des Metalls, die im Laufe der Zeit auftritt.

Wie macht es das?

Gallium ist ein Element (Ordnungszahl 31, direkt unter Aluminium und genau rechts von Zink in der Periodizität der Elemente) . Es beginnt bereits mit einem sehr niedrigen Schmelzpunkt, aber wir können einige andere Elemente hinzufügen, um einen gleichmäßigen Schmelzpunkt zu erhalten.

Direkt unter Gallium im Periodensystem befindet sich Indium ( Element 49). Rechts neben Indium befindet sich Zinn (Element 50).

Wenn diese Elemente kombiniert werden, binden sich ihre Atome zu einer Verbindung zusammen. Die Moleküle dieser Verbindung binden nicht so sehr aneinander wie die Atome der ursprünglichen Metalle, die aneinander gebunden sind. Dies senkt den Schmelzpunkt.

Es gibt viele Möglichkeiten, die drei Metalle zu kombinieren:

… und so weiter.

Jede Kombination hat einen leicht unterschiedlichen Schmelzpunkt. Welches hat Youthink den niedrigsten Schmelzpunkt? Dies könnte ein gutes wissenschaftliches Experiment sein.

Eine Mischung aus 76% Gallium und 24% Indium schmilzt bei 16 ° Celsius (61 ° Fahrenheit). Sowohl Gallium als auch diese Kombination können unterkühlt werden. Das bedeutet, dass sie nach dem Schmelzen flüssig bleiben können, obwohl sie weit unter ihren Schmelzpunkten abgekühlt sind. Schließlich bildet sich ein kleiner Kristall, der die gesamte Charge erstarrt, aber kleine Mengen können für eine Weile unterkühlt werden.

Die Gallium-Indium-Legierung reflektiert mehr als Quecksilber und ist weniger dicht, daher wird es als Ersatz für Quecksilber in sich drehenden Flüssigkeitsspiegeln für astronomische Teleskope untersucht.

Wenn Gallium Luft ausgesetzt ist, eine dünne Schicht Gallium Auf der Oberfläche bildet sich Oxid, genau wie bei Aluminium, dem Metall, das sich im Periodensystem direkt darüber befindet. Dadurch können Galliumlegierungen fast jedes Material „benetzen“, sodass es sich nicht perlt, sondern über die Oberfläche verteilt. Diese Eigenschaft eignet sich gut zur Herstellung von Spiegeln und zur Beschichtung von Objekten, um sie leitfähig zu machen.

Ebenso wie Quecksilberlegierungen mit anderen Metallen zur Herstellung von Amalgamen auch Galliumlegierungen mit anderen Metallen. Wenn beispielsweise ein kleiner Tropfen Gallium auf Aluminiumfolie gegeben wird, bildet er zusammen mit dem Aluminium eine Flüssigkeit mit einer krustigen Oberfläche, wie auf dem Foto unten dargestellt.

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Die Legierung verbindet sich schließlich mit dem gesamten Aluminium und löst das Loch auf darin.

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Wenn ein Tropfen Wasser zu der resultierenden Perle aus flüssigem Metall gegeben wird, verbindet sich das Wasser heftig mit dem Aluminium und bildet eine heiße Lösung aus ätzendem Aluminiumhydroxid. Was übrig bleibt, ist der ursprüngliche Tropfen Gallium, in dem eine winzige Menge Aluminium gelöst ist. (Setzen Sie diesen Tropfen nicht zurück in die Flasche, da er den Rest des Galliums verunreinigt.)

Dieses Experiment kann entweder mit dem Gallium oder dem Gallium durchgeführt werden -indium-tinalloy.

Weiter: Aerodynamik – Der Bernouli-Ball

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Del. icio.us