Unico metal liquido a temperatura ambiente

Elementos líquidos a temperatura ambiente

Una fuente es una forma estupenda de añadir un poco de estilo a un estanque que, de otro modo, sería aburrido. Todo lo que necesita es una bomba, un filtro y algunas tuberías, junto con una boquilla para esparcir el agua a presión de una forma estéticamente agradable. Las fuentes suelen ser bastante seguras: si alguna de las piezas funciona mal, lo peor que puede pasar es una pequeña inundación.

Qué diferente es esto para el reciente proyecto de [Advanced Tinkering], la Fuente NaK. Si ésta tuviera una fuga, es muy probable que arrasara con su entorno en una enorme bola de fuego. Esto se debe a que el fluido interior es una aleación de sodio y potasio en una proporción de 1:3, conocida como NaK (pronunciado como “knack”), que es un líquido a temperatura ambiente. Por desgracia, también es muy reactivo: El NaK se oxida rápidamente cuando se expone al aire y puede incluso incendiarse espontáneamente. El contacto con el agua provocará una ardiente explosión que esparcirá los líquidos corrosivos por todas partes.

Por ello, [Avanced Tinkering] construyó toda la instalación dentro de una caja de cristal hecha a medida. En su vídeo (incrustado después de la pausa) muestra sus habilidades de soplado de vidrio para hacer una pequeña boquilla dentro de un tubo de vidrio más grande que actúa como depósito, con una tubería que lleva el líquido de vuelta a la boquilla. En la obra de vidrio también hay dos electrodos de tungsteno que sirven para poner en práctica un tipo de bomba bastante inusual.

Rubidio

Cuando llamamos a alguien “mercurial”, estamos invocando al dios romano Mercurio, cuyos rápidos movimientos de un lugar a otro nos dan el adjetivo que significa “errático o volátil”. También prestó su nombre al metal mercurio, un líquido de rápida consistencia que conocemos por su función en los termómetros.

  Temperatura en la termosfera

Aunque conocemos la mayoría de los metales en estado sólido, todos ellos se funden también si se calientan lo suficiente, dice Craig Carter, profesor de ciencia e ingeniería de materiales. Algunos metales se funden a temperaturas más bajas que otros. El estaño se vuelve líquido a 231,8˚C (447,8˚F); en el otro extremo del espectro, el tungsteno tiene el punto de fusión más alto de todos los metales: 3.422˚C (6.192˚F). En algún punto intermedio se encuentra el mercurio, que permanece en estado líquido hasta que su temperatura desciende a -40°.

“Un metal está lleno de enlaces entre los átomos que lo componen”, explica Carter. “Lo que determina el punto de fusión de un material tiene que ver con la energía asociada a los enlaces. La formación del enlace transforma parte de la energía cinética en energía de enlace.  La energía de un enlace en el mercurio es muy baja, por lo que tiende a desorganizarse a bajas temperaturas.

Líquido no metálico a temperatura ambiente

Los metales líquidos a base de galio a temperatura ambiente poseen propiedades muy valiosas, como su baja toxicidad, su baja presión de vapor y su alta conductividad térmica y eléctrica, lo que les permite convertirse en sustitutos adecuados del mercurio y más allá en una amplia gama de aplicaciones. Cuando se exponen al aire, se forma una capa de óxido nativo en la superficie de los metales líquidos a base de galio que estabiliza mecánicamente el líquido. Al eliminar o reconstruir la capa de óxido, la forma y el estado de las gotas y los flujos de metal líquido pueden ser manipulados/actuados de forma deseable. Esto puede ocurrir manualmente o en presencia/ausencia de un campo magnético/eléctrico. Estos métodos dan lugar a numerosas aplicaciones útiles, como la electrónica blanda, los dispositivos reconfigurables y los robots blandos. En esta mini-revisión, resumimos los avances más recientes logrados en la generación de gotas de metal líquido y la actuación de metales líquidos a base de galio con/sin una fuerza externa.

  Temperatura en un incendio

La capa de óxido que estabiliza mecánicamente las superficies de los metales líquidos, junto con la elevada tensión superficial, ofrece posibilidades de generar y manipular objetos y gotas de metal líquido. El resultado puede ser utilizado sin ningún tipo de procesamiento adicional o puede ser considerado como los pasos iniciales de los intrincados métodos de modelado que han sido recientemente resumidos por Majidi y Dickey (2015). Las microgotas generadas también pueden utilizarse como microbombas, microenfriadores y micromezcladores (Tang et al., 2016). Además de generar objetos metálicos líquidos, también es importante manipular el movimiento y la forma de estos objetos metálicos. En este enfoque, las propiedades únicas de los metales líquidos pueden utilizarse para aplicaciones en las que se necesita flexibilidad y capacidad de estiramiento, al tiempo que se elimina el requisito de grandes bombas, cables y contacto directo con el metal líquido (Eaker y Dickey, 2016). Los robots blandos, la electrónica reconfigurable y los sistemas microelectromecánicos (MEMS) son algunas de estas aplicaciones.

Un metal líquido a temperatura ambiente

El único metal elemental líquido estable a temperatura ambiente es el mercurio (Hg), que se funde por encima de los -38,8 °C (234,3 K, -37,9 °F). Otros tres metales elementales estables se funden justo por encima de la temperatura ambiente: el cesio (Cs), que tiene un punto de fusión de 28,5 °C (83,3 °F); el galio (Ga) (30 °C [86 °F]); y el rubidio (Rb) (39 °C [102 °F]). El metal radiactivo francio (Fr) es probablemente también líquido cerca de la temperatura ambiente. Los cálculos predicen que los metales radiactivos copernio (Cn) y flerovio (Fl) también deberían ser líquidos a temperatura ambiente[2].

  Temperatura de ebullición del aceite

Las aleaciones pueden ser líquidas si forman un eutéctico, lo que significa que el punto de fusión de la aleación es inferior al de cualquiera de los metales que la componen. El metal estándar para crear aleaciones líquidas solía ser el mercurio, pero las aleaciones basadas en el galio, que son más bajas tanto en su presión de vapor a temperatura ambiente como en su toxicidad, se están utilizando como reemplazo en varias aplicaciones[3][4].

Los sistemas de aleación que son líquidos a temperatura ambiente tienen una conductividad térmica muy superior a la de los líquidos no metálicos ordinarios,[5] lo que permite que el metal líquido transfiera eficazmente la energía de la fuente de calor al líquido. También tienen una mayor conductividad eléctrica que permite bombear el líquido de forma más eficiente, mediante bombas electromagnéticas[6], lo que da lugar al uso de estos materiales para aplicaciones específicas de conducción y/o disipación de calor.

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