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劉靜團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出世界首臺(tái)室溫液態(tài)金屬打印機(jī)

中國液態(tài)金屬研究再獲重大突破
2017-05-01
來源:央視新聞
關(guān)鍵詞: 中科院 液態(tài)金屬

1991年,,電影《終結(jié)者2》中出現(xiàn)了一款強(qiáng)大的機(jī)器人T-1000,這個(gè)用液態(tài)金屬打造的機(jī)器人無論遭遇到多大的傷害都可以瞬間自動(dòng)復(fù)原,,甚至可以隨意改變身體形狀和臉部容貌,。

這種變形機(jī)器人一直以來都是科學(xué)家的目標(biāo)之一,,自從2016年8月份中國科學(xué)家取得突破性進(jìn)展之后,最近研究中國“終結(jié)者”——液態(tài)金屬機(jī)器人的中科院,、清華大學(xué)劉靜團(tuán)隊(duì)又有新發(fā)現(xiàn):

原來,,原來它竟然還是一個(gè)吃貨!

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細(xì)胞吞噬外界顆粒的“胞吞效應(yīng)”,,是生物界普遍存在的一種行為,。

據(jù)央視新聞4月29日?qǐng)?bào)道,劉靜研究員帶領(lǐng)的中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所,、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合研究小組團(tuán)隊(duì)最近發(fā)現(xiàn),,液態(tài)金屬也會(huì)做出這樣的“行為”,除此之外,,它們甚至還會(huì)“呼吸獲能”,。

劉靜描述稱,“這有點(diǎn)像生命”,,所以將其稱為“類生物行為”,。

日前,這一研究成果以封面形式發(fā)表在國際權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》(Advanced Science)上,。

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早在2015年3月,,劉靜團(tuán)隊(duì)就發(fā)表論文稱,他們研制出了世界上首臺(tái)液態(tài)金屬機(jī)器,。該研究成果為研制實(shí)用化智能馬達(dá),、血管機(jī)器人、流體泵送系統(tǒng),、柔性執(zhí)行器乃至更為復(fù)雜的液態(tài)金屬機(jī)器人奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ),。

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這次發(fā)表在《尖端科學(xué)》雜志上的,是劉靜團(tuán)隊(duì)的最新發(fā)現(xiàn),。

不同于常規(guī)環(huán)境下的固態(tài)金屬,,鎵銦合金即使在室溫下也能保持液態(tài),也就是我們常說的液態(tài)金屬,。

中科院理化技術(shù)研究所與清華大學(xué)聯(lián)合小組研究發(fā)現(xiàn),,溶液環(huán)境中的液態(tài)金屬液滴,,在受到電場或化學(xué)物質(zhì)的作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生類似于細(xì)胞吞噬外界顆粒的胞吞效應(yīng),,能高效地將周圍的顆粒吞入體內(nèi),。

這一發(fā)現(xiàn)也開辟了一條構(gòu)筑高性能納米金屬流體材料的新途徑。

這種神奇的吞噬現(xiàn)象并不是液態(tài)金屬唯一的類生物學(xué)行為,。

研究小組還發(fā)現(xiàn),,當(dāng)把金屬液滴部分浸沒于堿性溶液、并部分暴露于空氣中時(shí),,處于液態(tài)金屬與空氣交界面的溶液會(huì)出現(xiàn)規(guī)律性的振蕩,。

劉靜描述稱,從實(shí)驗(yàn)觀測來看,,它就像肺泡一樣,。所以我們把它命名叫呼吸獲能。

它完全就是靠這個(gè)環(huán)境,、空氣或者溶液的相互作用,,就有點(diǎn)像生命。

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劉靜研究小組2016年8月發(fā)現(xiàn),,在電解液中,,一塊鎵基液態(tài)合金,在“吞食”鋁作為食物或燃料后,,竟可以變形機(jī)器形態(tài)長時(shí)間高速運(yùn)動(dòng),,實(shí)現(xiàn)了無需外部電力的自主運(yùn)動(dòng)。

“有趣的是,,我們觀察到,,這種變形機(jī)器不僅能在自由空間運(yùn)動(dòng),還能在各種結(jié)構(gòu)槽道中前行,。更令人驚訝的是,,它還會(huì)根據(jù)槽道的寬窄自行調(diào)整,拐彎時(shí)則有所停頓,,好似人在遇到障礙物‘思索’后行進(jìn),,像極了科幻電影《終結(jié)者》中的液態(tài)機(jī)器人?!?/p>

他們稱該液態(tài)金屬機(jī)器為“軟體動(dòng)物”,,因?yàn)樗尸F(xiàn)的一系列非同尋常的特性,已經(jīng)相當(dāng)接近自然界簡單的軟體生物,。

“液態(tài)金屬”指的是一種不定型金屬,,可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。

液態(tài)金屬是一種有黏性的流體,具不穩(wěn)定性,。

它可通過充型過程,形成各種鑄件,。

在液態(tài)金屬與水體交界面上的雙電層效應(yīng),,可以令室溫液態(tài)金屬具有在不同形態(tài)和運(yùn)動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)換的普適變形能力。

比如,,浸沒于水中的液態(tài)金屬對(duì)象可在低電壓作用下呈現(xiàn)出大尺度變形,;一塊很大的金屬液膜可在數(shù)秒內(nèi)即收縮為單顆金屬液球。

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液態(tài)金屬的“呼吸獲能”現(xiàn) 

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劉靜團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出世界首臺(tái)室溫液態(tài)金屬打印機(jī)

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