科幻變成現實？像《終結者》中的液態金屬誕生啦！

在轟動全球的《終結者》系列電影中，一個邪惡的機器人變成了不同人類形態和物體，由於它的「液態金屬」成分，它能從狹窄的開口中滲出。儘管目前的機器人沒有這些能力，但隨著新型液態金屬的發展，這項技術正變得越來越接近。液態金屬可以用磁鐵在三維空間中操縱。據ACS應用材料與界面雜誌報道，這些材料有一天會在軟機器人領域得到應用。有些金屬在室溫下是液體，如鎵和某些合金，具有獨特的性質，包括高導電性、低熔點和高變形能力。

博科園-科學科普：這些特性使它們對軟機器人和柔性電子產品具有吸引力。通過添加磁性粒子，如鎳或鐵，研究人員可以製造出液態金屬，可以用磁鐵操縱這些金屬。然而，由於磁性液態金屬表面張力高，大多數只能水平移動，必須完全浸入液體中才能避免形成膏體。梁胡，劉靜和同事們想要製造一種磁性液態金屬，可以在水平和垂直方向上移動和拉伸，而不需要將材料完全放入液體中。為了做到這一點，研究人員首先研究了浸入液體中的材料。他們將鐵粒子加入到浸入鹽酸的鎵、銦和錫合金的液滴中。

該研究的液態金屬展示，圖片：American Chemical Society

在液滴表面形成氧化鎵層，降低液態金屬的表面張力。當研究小組向相反的方向施加兩塊磁鐵時，它們可以將水滴拉伸到其靜置長度的四倍。還可以操縱液態金屬連接兩個浸入水中的水平電極，並利用其導電特性點亮LED燈泡。液態金屬甚至可以垂直拉伸，然後水平移動，連接兩個電極——上面的電極暴露在空氣中，下面的電極在鹽酸中。這表明這種材料不必完全浸入液體中。研究人員說，這種磁性液態金屬讓人想起直立行走的兩棲動物。

研究論文描述了一種磁性液態金屬液滴(MLMD)，該液滴可在自由空間中作大尺度的水平和垂直拉伸。該MLMD是基於包括液態金屬、鐵顆粒和電解質在內的多材料系統製造。這種顯著的拉伸能力是可逆，持久，可以重複多次。表面形貌相反的三維拉伸材料，其良好的拉伸性能和機械強度應歸功於表面氧化層的存在。在MLMD三維拉伸能力的基礎上，實現了一種智能可伸縮導體，該導體可在三維自由空間中實現不同方向的電氣連接。

此外，垂直拉伸的MLMD可以水平移動，其一半的身體在溶液中，另一半在空氣中，這類似於直立行走兩棲動物的性質。通過永磁體所提供的磁場，可以精確、方便、無接觸地控制各種行為。該MLMD具有許多誘人的性能，為液態金屬在自由空間中進一步發展多自由度驅動提供了一個基礎的、有前景的平台，最終實現了可動態重構的智能仿生軟機器人。

博科園-科學科普｜研究/來自: 美國化學學會

參考期刊文獻:《ACS Applied Materials and Interfaces》

DOI: 10.1021/acsami.8b22699

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