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關(guān)于液態(tài)金屬,，你的第一印象是什么,？可能是體溫計(jì)中流動的水銀,，高溫鍋爐中沸騰的鐵水,，但在科學(xué)家眼中,，它是流動的軟體生命,，是未來醫(yī)療、制造,、新材料等行業(yè)變革的核心材料……

▲電影《終結(jié)者2》片段

看過《終結(jié)者》系列電影的朋友一定知道T-1000這個液態(tài)金屬機(jī)器人反派角色,，而在今年早些時候,，清華大學(xué)、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的聯(lián)合研究小組在美國化學(xué)學(xué)會期刊ACSOmega上刊發(fā)了一篇論文,，描述了他們發(fā)明的一種全新的可實(shí)現(xiàn)超大尺度膨脹變形的液態(tài)金屬復(fù)合材料,。

這一突破將可編程、可變形液態(tài)金屬柔性智能機(jī)器人研制工作向前推進(jìn)了一大步,。以自然界生物進(jìn)化的觀點(diǎn)看,，離成為真正的“終結(jié)者”，中國科學(xué)家們相當(dāng)于已經(jīng)培育出了細(xì)胞,。

在介紹這項(xiàng)研究成果之前,，我們想提到的是：在液態(tài)金屬研究上，我國正處于領(lǐng)跑者地位,，是中國向世界輸出原創(chuàng)科研成果的代表,。中國團(tuán)隊(duì)在十分有限的條件下經(jīng)過近20年持續(xù)不斷的努力，做出的大量研究在國際上持續(xù)引發(fā)著重大而廣泛的影響,，超前優(yōu)勢十分明顯,，還使得液態(tài)金屬研究從冷門逐漸成為國際上備受矚目的重大科技熱點(diǎn)。

國內(nèi)的液態(tài)金屬研究有多超前呢,？

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中國團(tuán)隊(duì)十多年前就提出了液態(tài)金屬冷卻芯片技術(shù),，美國國家宇航局（NASA）于2014年將“液態(tài)金屬冷卻”列為未來前沿技術(shù)，如今液態(tài)金屬研究被譽(yù)為人類利用金屬的第二次革命,。

回到前文,，“一種全新的可實(shí)現(xiàn)超大尺度膨脹變形的液態(tài)金屬復(fù)合材料”，這是一種怎樣的材料,？能實(shí)現(xiàn)哪些應(yīng)用,？

這種材料其實(shí)是一種內(nèi)部包含低沸點(diǎn)工質(zhì)的，由液態(tài)金屬和硅膠制成的材料,。（液態(tài)金屬并不只是一種,，而是種類繁多的大家族，通過不同的金屬和配比,，可以獲得不同性能的液態(tài)金屬）研究小組負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)劉靜教授表示,，這種材料也是我國在國際上最早提出的液態(tài)金屬硅膠復(fù)合材料體系的延伸,。

這種可以被3D打印成任意形狀的特殊材料，可以擺脫其它剛體支撐物和溶液環(huán)境并得以站立,，呈現(xiàn)出超大尺度變形和運(yùn)動功能,，且全部過程可逆。通過嵌入可編程的加熱系統(tǒng)及一些設(shè)計(jì),，研究人員將這種材料制備成了一系列新穎獨(dú)特的概念型功能物和柔性機(jī)器架構(gòu)：

▲可進(jìn)行熱響應(yīng)而自由變形的軟體章魚

▲可以溫控定向蠕動的軟體動物

▲可以抓取重物的柔性抓手

甚至可以模擬整個人形或動物形狀或其局部臉型變化,，當(dāng)這種材料負(fù)載酒精的液滴,，能夠快速變化體積，膨脹程度可以超過其原始高度的11倍,。

▲制造過程和轉(zhuǎn)化行為

長久以來,，研發(fā)可在不同形態(tài)之間自由轉(zhuǎn)換，以執(zhí)行常規(guī)技術(shù)難以完成的更為特殊高級任務(wù)的變形軟體機(jī)器人,，是全球科學(xué)界與工程界的夢想,。而這種既具有金屬的導(dǎo)電導(dǎo)熱性， 又具有液體流動性的特殊材料,，尤其適合制備無線控制的軟體機(jī)器人。更重要的是，該研究團(tuán)隊(duì)還通過理論分析得出了熱驅(qū)動變形的影響因素以及最適宜的材料的比例,。

▲響應(yīng)不同加熱方法的LMC擴(kuò)展

▲不同類型的軟體機(jī)器人演示

液態(tài)金屬距離可制造出像《終結(jié)者》中根據(jù)環(huán)境可隨意變形的機(jī)器人,，還有很長的一段路要走。現(xiàn)在雖然培育出了“細(xì)胞”,，要使之成為完整的仿生物體軟體機(jī)器人,，還需要生長出肌肉、神經(jīng),、骨骼等組織,，但它的成功研究已經(jīng)開啟了很多想象的空間。

因此,，液態(tài)金屬的空間應(yīng)用遠(yuǎn)不止軟體機(jī)器人方面,。作為一大類新興功能物質(zhì)和材料，液態(tài)金屬正被快速推進(jìn)到生物醫(yī)療健康,、芯片冷卻,、能量捕獲、印刷電子及3D打印等高新科技領(lǐng)域,，帶來顛覆性變革的同時催生出一系列戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。

（來源jiajuxia）

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現(xiàn)在工業(yè)常用材料哪個敢用液體金屬,？

陳小困

這個和我小時候烤糍粑一個原理？

未來第一站

陳小困 發(fā)表于 2019-3-18 14:48
這個和我小時候烤糍粑一個原理,？

; H& n9 p4 t% `哈哈,。