室溫液態金屬具低熔點、高導電性和高導熱性等獨特的物理屬性，在軟體機器人、3D打印、微閥微泵、生醫設備等方面展現出廣闊的應用前景。由于液態金屬表面張力比水高近一個量級，因此傳統方法制備微尺度金屬液滴面臨較大挑戰。

中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室微納米流體力學課題組提出了基于液態金屬界面電毛細流動引起的強烈漩渦流動，實現了液態金屬微液滴的可控高通量制備，并給出了基于Ohnesorge數和Reynolds數Re的無量綱標度率。近日，相關研究成果以 Electrocapillarity‐Induced Hurricane‐in‐a‐Tube Enables the Generation and Patterning of Liquid Metal Droplets 為題，發表在《先進功能材料》（ Advanced Functional Materials）上。

通過電場誘導出高表面張力梯度進而產生強烈的電毛細流動，使液態金屬微液滴制備中高表面張力的挑戰轉變為優勢。該研究通過實驗和數值模擬，揭示了外加電場誘導液態金屬界面電毛細流動產生的強烈漩渦流動的機理。在制備微管中，該漩渦形成的“管中颶風”發揮了促進液滴生成的強剪切作用，實現了液態金屬液滴的可控、高通量制備。研究通過力學建模分析并基于Ohnesorge數Oh和Reynolds數Re，給出了預測生成液滴粒徑的無量綱標度率即Oh?2=kRe+b（k、b為擬合系數）。這一技術及制備的液態金屬微液滴可應用于微液滴打印及小型化柔性傳感設備。

研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金面上項目、中國科學院相關項目的支持。該工作由力學所和哈爾濱工業大學合作完成。

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基于電毛細流動制備液態金屬液滴原理（左圖）及數值模擬結果（右圖）