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科技: “终结者”来了?!中国科技工作者发明出可控液态金属

2019-02-02 10:16 来源:光明网

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1月31日,美国化学学会期刊ACS Omega刊发了清华大学、中国科学院理化技术研究所与中国农业大学的联合研究小组的一篇论文,描述了他们发明的一种全新的可实现超大尺度膨胀变形的液态金属复合材料。清华大学医学院博士生汪鸿章和姚又友为本文共同第一作者,清华大学/中科院理化所刘静教授及中国农业大学何志祝副教授为论文共同通讯作者。

这种材料有哪些特别的神奇之处呢?

“该材料由液态金属与硅胶制成,内部还包含低沸点工质,这是一种我们多年前就于国内外最早提出的液态金属硅胶复合材料体系的延伸,可以被3D打印成任意形状,我们利用此材料制备了热响应自由变形的软体章鱼,可以温控定向蠕动的软体动物,以及可以抓取重物的柔性抓手。”研究小组负责人、清华大学教授刘静向经济日报记者介绍,研究组用这种液态金属复合材料实现和展示了一系列新颖独特的概念型功能物和柔性机器架构,液态金属由此可以摆脱其它刚体支撑物和溶液环境而得以站立起来,并拥有一系列独特的超大尺度变形和运动功能,且全部过程可逆。

“通过嵌入可编程的加热系统及特别设计,采用这种复合材料将可能做出可持续性变形和运动的非接线机器人,甚至模拟整个人形/动物形状或其局部脸型变化。”刘静说。

非接线、人形?看来这是一种可以自带电源的可变形机器人!它能实现哪些应用呢?

在一些特殊环境下,如救灾过程中,需要机器人能够任意改变形状以适应狭窄的空间环境。但由于材料和驱动方式的限制,传统的软体机器人,很难实现身体各部位的自由变形和运动。

而液态金属材料具有液体的流动性和金属的导电导热性,是很好的制备软体机器人的材料。

该研究小组在液态金属硅胶复合材料中负载酒精的液滴,通过其相变产生的体积快速变化,实现了液态金属复合材料的热驱动大尺度自由变形和恢复,其膨胀可以超过其原始高度的11倍。值得指出的是,这一复合材料体系中,若缺乏液态金属,仅采用传统的硅胶材料是很难实现如此高效率超大尺度变形的。

所以液态机器人这是喝酒了练的醉拳?还能进行11倍的大小切换?

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