新闻动态
News联系扬海
Contact us地址:北京市朝阳区望京西路甲50号1号楼7层
电话:010-56106522 010-56106763
传真:010-80303327
E-Mail:wumy@yhwy.com.cn
我国率先研发出液态金属“软体动物”
发布时间:2015-03-28 点击次数:522次
3月26日,在清华大学医学院生物医学工程系刘静实验室,研究小组成员张洁博士给记者展示了这一神奇的现象:电解液中,直径约5毫米的液态镓金属球,吞食了0.012克铝之后,能以每秒5厘米的速度前进。而在各种槽道中前行时,可以随槽道的宽窄自动变形调整,遇到拐弯时停顿下来,略作“思考”后,蜿蜒前行。整个过程宛如科幻影片中的机器人“终结者”。
能“吃食物”,能自主运动,能变形,这些接近自然界简单软体动物的习性,让刘静他们把这一研究成果亲切地称之为“液态金属软体动物”。它的动力从哪儿来呢?刘静教授告诉记者:“液态镓合金和活泼的铝发生化学反应后,形成内生电场,引起液态金属表面张力不平衡,从而对易于变形的液态金属产生强大推力;另一方面,上述电化学反应过程中产生的氢气也进一步提升了推力。这种双重作用产生了超常的液态金属马达行为。自主运动可以长达1个多小时。”
实现能在不同形态之间自由转换的液态金属机器人,以执行高难度的特殊任务,是科学界与工程界长久以来的梦想,相关研究在军事、民用、医疗与科学探索中具有重大理论意义和应用前景。刘静他们的这一成果为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。目前,实验室根据这一原理已能制成不同大小的液态金属机器,尺度从数十微米到数厘米,而且可在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中运动。
由于这一发现的科学突破性和实际应用价值,研究小组今年3月将部分工作以“仿生型自驱动液态金属软体动物”为题在线发表在《先进材料》上。引起世界范围内众多科学杂志、专业网站的高度重视。《自然》杂志在其“研究亮点”栏目以“液态金属马达靠自身运动”为题进行了报道;《科学》网站发布题为“可变形金属马达拥有一系列用途”的观察文章和视频。
“下一步,我们希望能赋予这种液态金属特定功能,比如药物递送、柔性机器人、血管机器人等。”刘静在展望了这一技术应用前景时表示。