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Characterization and Manipulation of Interfacial Activity for Aqueous Galinstan Dispersions
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-01-08 , DOI: 10.1002/admi.201701240 Amanda Koh 1 , Randy Mrozek 2 , Geoffrey Slipher 1
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-01-08 , DOI: 10.1002/admi.201701240 Amanda Koh 1 , Randy Mrozek 2 , Geoffrey Slipher 1
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Room temperature liquid eutectic metals have the potential to maintain electrical and thermal conductivity during deformation, a combination of properties difficult to obtain. Two such metals, eutectic gallium–indium (EGaIn) and galinstan (eutectic gallium–indium–tin), exhibit similar flow behavior attributed to a thin oxide shell. Understanding the oxide shell is critical for understanding the interactions that influence mixing and stability of the liquid metals in other media. In this paper, the effect of aqueous HCl on the interfacial tension (IFT), interfacial rheology, and dispersibility of galinstan are systematically evaluated. It is determined that the IFT of galinstan/water and galinstan/1 m HCl are similar (≈530 mN m−1), but at 0.001 to 0.5 m HCl IFT decreases to 160 mN m−1. Similar discontinuous behavior is observed in the interfacial rheology. The low IFT coupled with a mechanically strong interface at intermediate acid concentrations suggests a change in interface composition. This is supported by SnO2 particles, present during the dispersion process, producing more stable galinstan dispersions than Ga2O3 or In2O3. Interestingly, SnO2 also improves the dispersion of EGaIn despite its lack of tin. This new interfacial manipulation method enables galinstan dispersions in a range of aqueous and nonaqueous phases to enhance the electrical and thermal properties.
中文翻译：
Galinstan水性分散液的界面活性表征和操作
室温液态低共熔金属具有在变形过程中保持导电性和导热性的潜力，这是难以获得的各种特性的组合。共晶镓铟铟（EGaIn）和加林斯坦（共晶镓铟铟锡）两种金属表现出相似的流动行为，这归因于薄的氧化物壳。了解氧化物壳对于理解影响液体金属在其他介质中的混合和稳定性的相互作用至关重要。在本文中，系统地评估了HCl水溶液对galinstan的界面张力（IFT），界面流变性和分散性的影响。确定加林斯坦/水和加林斯坦/ 1 m HCl的IFT相似（≈530mN m -1），但在0.001至0.5 m处HCl IFT降低至160 mN m -1。在界面流变学中观察到类似的不连续行为。在中等酸浓度下，低IFT加上机械强度高的界面表明界面成分发生了变化。这由分散过程中存在的SnO 2颗粒支撑，与Ga 2 O 3或In 2 O 3相比，可产生更稳定的林分散体。有趣的是，尽管SnO 2缺少锡，但它也可以改善EGaIn的分散性。这种新的界面处理方法可以使Galinstan分散在一定范围的水相和非水相中，以增强电学和热学性能。
更新日期：2018-01-08
中文翻译：
Galinstan水性分散液的界面活性表征和操作
室温液态低共熔金属具有在变形过程中保持导电性和导热性的潜力，这是难以获得的各种特性的组合。共晶镓铟铟（EGaIn）和加林斯坦（共晶镓铟铟锡）两种金属表现出相似的流动行为，这归因于薄的氧化物壳。了解氧化物壳对于理解影响液体金属在其他介质中的混合和稳定性的相互作用至关重要。在本文中，系统地评估了HCl水溶液对galinstan的界面张力（IFT），界面流变性和分散性的影响。确定加林斯坦/水和加林斯坦/ 1 m HCl的IFT相似（≈530mN m -1），但在0.001至0.5 m处HCl IFT降低至160 mN m -1。在界面流变学中观察到类似的不连续行为。在中等酸浓度下，低IFT加上机械强度高的界面表明界面成分发生了变化。这由分散过程中存在的SnO 2颗粒支撑，与Ga 2 O 3或In 2 O 3相比，可产生更稳定的林分散体。有趣的是，尽管SnO 2缺少锡，但它也可以改善EGaIn的分散性。这种新的界面处理方法可以使Galinstan分散在一定范围的水相和非水相中，以增强电学和热学性能。
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