成都科协：清华大学联手中科院突破密度“结界”：全球首创轻质液态金属！
文章图片
科迷们看过《终结者》系列吗
电影为我们展示了
一种由液态金属组成的强大机器人
【成都科协：清华大学联手中科院突破密度“结界”：全球首创轻质液态金属！】它们拥有着超强的塑形功能
能够随意变化外形
并且能快速恢复原貌
文章图片
《终结者》片段
看起来是不是很酷
杀伤力极强
无法毁灭的液态金属机器人
在当时看来是天马行空
然而
如今可能会得到实现
文章图片
近日 ， 来自中科院理化所和清华大学医学院生物医学工程系的刘静教授团队 ， 提出“轻质液态金属”概念 ， 并发明了一种前所未有的轻质量液态金属材料 ， 该项工作发表在期刊《先进功能材料》上 。
而且 ， 研究中所展示的液态金属材料 ， 在许多方面甚至优于“材料之王”石墨烯 。
研究中已展示的轻质液态金属 ， 具备了许多功能 ， 比如高导电性、磁性、可变形、可组装叠加、高导热性、可在液态和固态之间灵活转换特性等 。 这些是有机物不易具备之处 ， 也大多不是石墨烯的特性 。 石墨烯由于不易变成液体 ， 这使其在许多场合上的应用不及液态金属 ， 比如作为电子墨水、3D打印材料、注射骨骼、外骨骼、机器人 。
文章图片
我们常见的金属都是硬邦邦的固态 ， 那什么是液态金属呢？
文章图片
电子领域 ， 液态金属可以作为墨水用于3D打印直接生成电子电路；在医学领域 ， 因其与人类有良好的相容性 ， 可以将神经电信号连通 ， 用以修复断裂神经 。
文章图片
液态金属可以制造水下设备 ， 改造机器人或制造轻巧的外骨骼（来源：MandriaPix）
举个很常见的例子：水银 。 不过 ， 诸如水银这样的液态金属 ， 对于环境和人体健康有较大的损害 ， 这大大限制了它的应用范围 。 而且 ， 一般金属的密度都比较大 ， 如果在产品中加入大量的液态金属可能会使得产品难以携带 ， 这也成为液态金属不便应用的一个瓶颈 。
所以 ， 科学家们一直渴望完美的液态金属 ， 应当可塑性高 ， 对环境无害 ， 并且密度很轻 。
而刘静团队研发的复合材料（简称GB-eGaln）,是由空心玻璃微珠与液态金属构成 ， 其密度已从镓铟合金最初的幅值6.2g/cm3降低至0.5g/cm3以下 ， 使其拥有身轻如燕以至于可漂浮于水面的能力 。
文章图片
图丨放置于叶面上轻盈的心型空心玻璃微珠-镓铟共晶合金（来源：此篇论文）
基于如此思路合成的GB-eGaIn ， 还具有优秀的可塑性及可重构性 ， 可以先合成平面材料 ， 然后经过类似“折纸”的操作 ， 制作想要的结构 。 除此之外 ， GB-eGaIn还能利用模具制作复杂的三维结构 ， 例如下图中由GB-eGaIn制成的“小马” 。
文章图片
文章图片
文章图片
图丨GB-eGaIn制成的复杂结构举例（来源：此篇论文）
文章图片
开创性地提出了加入空心玻璃微珠制作符合液态金属材料的思路之后 ， 功能化液态金属材料的大门也得以打开 。
推荐阅读
- 成华残联成都市成华区集中开展走访救助受疫情影响困难群众工作
- 奇闻烩谈清华大学女教授终于将圆明园“复活”！看完震撼人心！，耗时15年
- 「清华大学」清华给留学生开“后门”，北大也紧跟其后，网友却炸了锅！
- 蓉城小升初是中等娃的不错选择，成都小升初：这几所学校专注教学、低进高出
- 摩托车杂志无极的成都江湖故事
- 清风游戏来CS反挂大神开挂被封，成都欲建电竞城，游戏日报：PS中国暂停服务
- 『师生』成都复学公交专线已达22条日均运送师生2088人次
- 『补充』家长们注意！成都接送学生车辆不受尾号限行补充备案申报开始了
- 『全长』中国“最短”的高速公路，全长仅11.98公里，连接成都机场
- 红星新闻捷报！助力新基建成都移动签首个5G+建筑数字化大单