[发明专利]一种用于重构液态金属的电控结构及其重构方法

说明书

本发明提供一种用于重构液态金属的电控结构及其重构方法，电控结构包括液态金属储存池、液态金属流控管、正电极线、电解液回流管、负电极电解液储存池、负电极线、电路连接线以及与可编程开发板；其中液态金属位于所述液态金属储存池中和部分液态金属流控管内，所述正电极线与液态金属储存池内的液态金属接触；所述液态金属流控管的其余部分、电解液回流管内以及多个负电极电解液储存池中充满电解液。本发明基于电控原理，利用可编程开发板，独立控制每个负电极线，实现液态金属的流动及停止，从而实现其形状的可控及可重构；可编程开发板与电路连线均与液态金属流控管进行三维集成，使得本发明具有体积小的优势，非常适合用于可重构天线和滤波器等的设计。

技术领域

本发明涉及液态金属技术领域，尤其涉及一种用于重构液态金属的电控结构及其重构方法。

背景技术

液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物，液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。液态金属具有金属的典型特性，如高导热率，高电导率等。然而，液态金属最重要的特性是其形状可以在常温下改变，这就为对性能严重依赖形状及尺寸的天线和各类微波谐振器等进行重构提供了可能。

现在，主流的几种驱动液态金属形状改变的方法都有其各自的缺点。方法之一是借助气压，这种方法既可以将液态金属滴喷射到所需位置，也可以在流控管内注入液态金属并进行控制；气压控制需要较多的设备，诸如气泵、电源等，体积较大，不利于系统的小型化设计；同时，利用气压控制液态金属流动通常被认为是不可逆的，因为当注入反向气压时，会在与其接触的物体表面留有较多的金属残余。借助化学力也可以用来驱动液态金属，但是当前研究表明，这一方法仅限于液滴状金属，且驱动力不可持续会很快衰竭殆尽。与上述两种方法不同，通过弱直流电压(1V～5V)结合电解液对液态金属进行驱动从而改变形状，所需设备少且所占空间小，并且这一塑形过程可逆(通过改变电极属性)。

然而现有的电控液态金属技术均只能控制液态金属的流向，不能控制液态金属具体停止的位置，从而实现固定液态金属形状可重构的目的，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种用于重构液态金属的电控结构及其重构方法，使得不但能控制液态金属的流动方向，也同时能控制液态金属流动的停止位置，从而实现液态金属形状的可重构。

本发明提供一种用于重构液态金属的电控结构，其包括液态金属储存池、与所述液态金属储存池连接的液态金属流控管、正电极线、连接所述液态金属储存池和所述液态金属流控管的电解液回流管、位于液态金属流控管上的多个负电极电解液储存池、与对应负电极电解液储存池连接的多个负电极线、控制电极且与对应负电极线连接的多个电路连接线以及与多个电路连接线连接的可编程开发板；其中液态金属位于所述液态金属储存池中和部分液态金属流控管内，所述正电极线与液态金属储存池内的液态金属接触；所述液态金属流控管的其余部分、电解液回流管内以及多个负电极电解液储存池中充满电解液。

进一步，所述电解液为碱溶液。

进一步，所述碱溶液为NaOH水溶液。

进一步，所述碱溶液为KOH水溶液。

进一步，液态金属流控管与液态金属存储池的下部相连，电解液回流管与液态金属存储池的上部相连。

进一步，所述液态金属流控管包括靠近液态金属储存池的前端、与前端连接的后端以及与后端连接的弯折端，前端和后端位于同一个平面内，弯折端与后端之间具有角度。

进一步，前端的长度不大于三分之一后端的长度。

进一步，液态金属流控管的前端与液态金属储存池连接，液态金属流控管的前端内具有液态金属，液态金属流控管的弯折端与电解液回流管连接，多个负电极电解液储存池位于液态金属流控管的后端上。