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液體金屬 未來發(fā)展的新材料

2016-01-06

       “在原創(chuàng)科技方面中國今后能向世界輸出什么?我認為液態(tài)金屬可算一個,?!比ツ?2月下旬,在某論壇上,,中科院理化技術所雙聘研究員、清華大學教授劉靜如是說,。

  劉靜所說的液態(tài)金屬是指在常溫常壓下像水一樣呈液態(tài)的金屬,。對常人來說,除了水銀,,幾乎很少能見到液態(tài)金屬,。

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  去年3月,國內外媒體刊登了一則消息:劉靜團隊在世界上首次發(fā)現(xiàn),,鎵基液態(tài)合金吞食少量“食物”(鋁)后,,可以在各種形態(tài)之間轉換,并實現(xiàn)了自行驅動的快速前進,。這個基礎科學領域的最新進展令人如癡如“幻”,。液態(tài)金屬走進了公眾視線。

  在論壇上,,劉靜以“液態(tài)金屬:一個全新工業(yè)的崛起”為題,,闡釋了中國液態(tài)金屬發(fā)展在全球的地位及前景。

   劉靜介紹,,他和團隊研發(fā)出一系列在世界上廣有影響的原創(chuàng)技術,,如世界首支液態(tài)金屬電子手寫筆,可直接繪制電路;借助世界首臺液態(tài)金屬電子電路打印機,,只 需在電腦上畫好電路圖,,就可將其直接打印出來;首臺室溫3D金屬打印機,,則可實現(xiàn)更為復雜的功能器件。而人們平時用的電路板,,需要經過繁瑣昂貴的腐蝕工藝 也即減材制造途徑獲得線路,,既耗時耗材,又造成污染,。

  美國NASA在2014年將液態(tài)金屬冷卻列為十大前沿方向之一,。而在此前的十多年 間,劉靜團隊早已系統(tǒng)研究了液態(tài)金屬諸多優(yōu)異的傳熱性能和流動特性,,首創(chuàng)的系列液態(tài)金屬散熱器已用于多個領域,。最令人振奮的是,除散熱器之外,,其他一些技術如電子手寫筆,、電子電路打印機、3D打印設備等也已進入工業(yè)化生產制造環(huán)節(jié),。

  論壇上,,劉靜還向與會者講解了更多液態(tài)金屬的神奇:在軟塑料上“打印”電路可制造能彎曲、伸展的柔性電路板,,用手寫筆快速制作LED電子顯示屏,,在皮膚、樹葉上書寫電路,,為大功率,、高集成度LED芯片散熱等。

  把液態(tài)金屬打印在樹葉,、皮膚上有什么意義?劉靜說,,這代表了液態(tài)金屬打印的普適性,可用于在各種表面制造電子電路;而皮膚打印,,如在特殊情況下將醫(yī)用電路和傳感器印制到病人的頭部,,則可通過手機隨時了解顱內的有關生理變化。

  3D打印當下很時髦,,但多集中于塑料,、聚合物等材料上。劉靜團隊為此研制出液態(tài)金屬室溫3D打印設備,,提出并實現(xiàn)了液相快速打印金屬,,以及非金屬材料與金屬材料的混合3D打印等,這在世界上屬于開創(chuàng)性工作,。劉靜認為,“這將催生功能器件終極混合制造技術,?!?/p>

   在論壇上,,劉靜還介紹了團隊在生物醫(yī)學領域的突破性工作,如液態(tài)金屬高分辨CT成像,、阻塞血管腫瘤治療技術以及注射電子,、液固轉換型金屬骨骼等。特別是,,針對斷裂神經修復這一世界性難題,,劉靜團隊采用液態(tài)金屬“搭橋”,成功實現(xiàn)了神經連接,,這一開創(chuàng)性工作已被國際多家媒介報道,。

  “人類文明的發(fā)展史啟示我們:一類材料,一個時代,?!眲㈧o說,中國在液態(tài)金屬領域有幸走在世界的前列,,我們希望能把握這一重大歷史機遇,,在中國建成世界級的液態(tài)金屬谷。

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