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关于液态金属,你相识几多?-乐鱼体育官网登录

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本文摘要:作者:兰顺正首发自:北科智库引言在科幻经典《终结者》中,液态金属机械人T-1000可刚可柔、随意变换外形的特点让许多人印象深刻。而在克日,美国空军研究实验室揭晓声明称,该实验室科学家最近开发出一种液态金属,可以像T-1000一样自动改变结构。该消息将使有关液态金属技术及其应用受到广泛关注。 ​1在通常的印象中,金属多为固体,而液态金属则是指熔点低于200摄氏度的低熔点合金,在室温下呈液态。自然界存在的室温液态纯金属有汞、铯、钫和镓。

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作者:兰顺正首发自:北科智库引言在科幻经典《终结者》中,液态金属机械人T-1000可刚可柔、随意变换外形的特点让许多人印象深刻。而在克日,美国空军研究实验室揭晓声明称,该实验室科学家最近开发出一种液态金属,可以像T-1000一样自动改变结构。该消息将使有关液态金属技术及其应用受到广泛关注。

​1在通常的印象中,金属多为固体,而液态金属则是指熔点低于200摄氏度的低熔点合金,在室温下呈液态。自然界存在的室温液态纯金属有汞、铯、钫和镓。由于汞的毒性强,铯在空气中极易被氧化,而钫不稳定且具有放射性,所以在实际应用中都受到了限制。

而无迫害的镓具有良好的介电性能和热胀冷缩性能,不光可以通过加入其它元素(如铟)来调整其熔点,还可通过机械、电压等外部作用,对电路中镓铟液态金属的形貌、位置等举行控制,因此镓铟合金是现在最具应用前景的液态金属。2液态金属首先可以用于输电导线。通常情况下,一般导电质料(如铜线)会因为拉伸会泛起电阻率增大、导电性降低等问题。

而此次美空军研究实验所开发的这种名为“聚合液态金属网络体”的新质料的却恰恰相反,这些液态金属网络可以扩张到原来的700%,其结构会自动“响应”这种扩张,并保持电阻率险些稳定,同时还能够确保在回归原始状态时一切恢回复样。据称,在这个历程中起关键作用的就是组成质料而且能够自动应答这些行动的“智能”纳米结构。由于此类液态金属在差别的结构和外形条件的情况下都能保持其导电性,所以如果用于导线的话可能在一定水平上颠覆传统铜线的统治职位。

以穿着式电子设备为例,由体态金属制造的柔性导线可以使电子设备更容易弯曲、折叠、皱缩和伸展,在人体运动时也不会影响使用效果。​3液态金属具有“再生”机制。“水无常形”。

据研究,在外力作用下,液态金属质料内部一旦泛起裂痕,晶体界限将会立刻发生移动,从而修复裂痕并制止裂痕的继续扩大趋势。液态金属这一“再生”机制可以用来提升电子通讯设备的性能。

例如,现代军用飞机常需配装数十副天线,以适应差别任务中差别的无线电事情频率,而多副天线通常会造成系统结构庞大、质量增加、信号间滋扰等多种问题,使得无线电系统整体性能下降。通过微型泵驱动液态金属发生形变并还原,将使其用于制备可重构、可修复天线,能够适应多种情况变化,大幅精简了飞机通讯设备。美国于2009年提出液态金属多频天线的观点,并在实验室情况下证实了镓液态金属天线的性能。

2012年美国空军研究实验室启动液态金属天线应用研究项目,重点解决液态金属在军用情况下的服役温度和更宽频率规模的可调问题,推进液态金属天线的工程化历程。2017年6月,该实验室年乐成研制可在70MHz-7GHz之间按需调治的液态金属天线,降低系统间电磁滋扰,现在已完成可行性验证和原型件试制。

​4液态金属在机械人领域的前途也是不行估量的。相比于又笨又硬的“铁块”,接纳液态金属制造的人工肌肉无刚性结构,自由度多,能屈能伸,可以与生物机体运动高度契合。值得注意的是,随着对液态金属研究的深入,文中开头所提到的“T-1000” 可能并非只是理想。2015年3月,中科院理化技术研究所、清华大学医学院团结研究小组,在相关学术杂志上揭晓了一篇有关可变形液态金属机械的研究论文。

论文指出,该研发团队首次发现一种异常奇特的现象和机制,即液态金属可在吞食少量物质后,能够以可变形机械形态长时间高速运动。据该项目带头人、中国科学院理化技术研究所研究员刘静先容,科学家此前发现液态金属机械人的电驱动现象,即电荷会改变液态金属的外貌张力,在内部形成旋转,因此控制电荷运动,就能驱动液态金属机械人往前走。​而最新研究发现,一开始并没有外部动力的液态金属机械人如果吞食铝片(腐蚀),则会在电解液里形成原电池反映,以铝片为燃料自行运动。

可以说,该发现为液态金属机械人的研发奠基了理论和技术基础。


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