中國科學家的突破性進展-讓液態金屬機器跑跳

1991年，電影《終結者2》中出現了一款強大的機器人T-1000，這個用液態金屬打造的機器人無論遭遇到多大的傷害都可以瞬間自動復原，甚至可以隨意改變身體形狀和臉部容貌。這種變形機器人一直以來都是科學家的目標之一，如今，中國科學家在液態金屬領域的一項研究獲突破性進展，在這個漫長的研究之路上又前進了一小步。新研究讓液態金屬機器能“跑”能“跳”。

劉靜團隊研究小組報導了一種異常獨特的液態金屬固液組合機器的自激振盪效應：將處理過的鎢銅絲觸及含鋁的液態金屬時，鎢銅絲會被液態金屬迅速吞入，並隨後在液態金屬機體上做長時間往復穿梭運動，如同演奏音樂中的小提琴琴弦一般。

鎢銅絲具有耐熱，耐燒蝕，高強度，導電率強等特點。

作者們發現了一類有趣的液態金屬跳躍行為：向放有金屬液滴的溶液體系中加入固體金屬顆粒（鎢、鎳、銅、鐵等）後，原本靜止的金屬液滴開始跳動起來，並在容器底留下一串餅狀“腳印”。

研究揭示，金屬顆粒與液態金屬表面發生點接觸時，交界面處電場強度顯著增強，以至會在溶液內電解產氫，氫氣泡在基底不斷吸附長大形成“氣體彈簧”，這就為液滴跳躍提供了推力。導致電場極化的因素之一是來自液態金屬與固體金屬顆粒之間的電勢差即原電池效應；另一原因則在於，固-液材料介面間微觀形貌差異會導致電荷累積，繼而引發尖端放電效應。

研究小組通過電鍍方法在液態金屬表面鑲嵌鐵磁性鎳層，由此實現了機器在外部磁場或電場作用下的靈活控制，並驗證了其在藥物遞送方面的潛在價值。超越於無規則運動型液態金屬機器的是，該磁性固液組合機器可實現運動起停、轉向和加速等複雜行為。

進一步地，研究小組還發展出一種以柔性可變形“車輪”驅動的微型車輛，其由金屬液滴及經3D列印的塑膠本體組合而成。在電場作用下，液態金屬“車輪”可發生旋轉變形，繼而驅動車輛行進、加速乃至實現更多複雜運動。

劉靜研究小組發現，在電解液中，一塊鎵基液態合金，在“吞食”鋁作為食物或燃料後，竟可以變形機器形態長時間高速運動，實現了無需外部電力的自主運動。

近些年，劉靜團隊一直在致力於聯合工業界推動液態金屬產業化應用。她說：我們有幸在液態金屬研究上走在世界前頭，但在產業方面不能落後，我們要把握歷史機遇，幫助我國建成世界級的液態金屬穀。