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《终结者》成真?科学家找到可变形液态金属 或将改变软体机器人发展

2019-03-22 19:00 前瞻网   

 

《终结者》成真?科学家找到可变形液态金属 或将改变软体机器人发展

一大批新型液态金属应用于软机器人领域,可能会使得《终结者》(The Terminator)等影片里的情景超越想象,变成现实。

研究人员说,镓和其他合金等实验性液态金属在加入镍或铁后,可以通过磁铁的作用弯曲并塑形,就像电影《终结者2:审判日》(the Terminator 2: Judgement Day)中的标志性反派人物T-1000一样。

人们所熟知的水银就是一种液体金属。镓是一种淡蓝色金属,在29.76℃时变为银白色液体。

虽然其他这类液体金属也得到了开发,但它们也存在两个主要缺陷。

首先,先前的物质由于表面张力高,只能水平拉伸,这使得它们的流动性受到严重限制。

其次,之前的物质只有完全浸入水中才能被操控。

研究人员说,如果不是位于液体中,这些物质就会变成一种糊状物。

然而,新的进展已经在解决这两个问题上取得了进展。

通过在镓中加入铁和镍,以及一种浸入盐酸的锡合金,研究人员表示,他们能够大幅降低表面张力,随后将材料拉伸至其静置长度的四倍。

这种材料在浸入液体的情况下进行了测试,通过连接两个电极并点亮一个LED灯泡,这种材料还显示出导电性能。

研究人员发现,这种金属还跨越了另一个障碍,它能够连接到金属上方垂直放置的电极上,而不需要变成糊状物。

尽管这样的成功演示距离成功应用、让电影完全变成现实还有很长一段路要走,研究人员发表在ACS应用材料与界面杂志上的论文称,他们的发现可能是第一步。

“这……为液态金属的进一步发展提供了一个基础和有前景的平台。”论文中表示。

“并最终可能在未来实现可动态重构的智能仿生软机器人。”

随着新型材料技术的发展,液体金属这一特殊的金属类别逐渐走入人们的视线。

液体金属合金材料拥有独特的非结晶分子结构,与传统金属的结晶结构截然不同。除了低熔点(因此才被称为液体金属)的特色外,它最大的优势在于熔融后塑形能力。

由于其凝固过程的物理特性与普通金属完全不同,使它的铸造过程更加类似于塑料而非金属,可以更方便的打造为各种形态的产品。

除了可塑性,液体金属的其它特性还可能包括高硬度、高弹性极限、抗腐蚀、高耐磨、优异的强度重量比、独特声学特性等诸多特性。

关于液态金属的研究并不少,2016年3月,三位科学家(Rebecca K. Kramer、John William Boley和Edward L. White)发表了一篇论文,介绍了一种使用液体金属3D打印像软体机器人、可穿戴小物件以及其它柔性电子产品之类的对象的方法。

2018年4月,韩国研究团队发布了一项新概念的电池技术,向纤维纱内部注入常温液态的Ga/In共融化合物,有望替代现有的二次电池。

 

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责任编辑: 3976DBC

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