中国科学家的突破性进展-让液态金属机器跑跳

1991年，电影《终结者2》中出现了一款强大的机器人T-1000，这个用液态金属打造的机器人无论遭遇到多大的伤害都可以瞬间自动复原，甚至可以随意改变身体形状和脸部容貌。这种变形机器人一直以来都是科学家的目标之一，如今，中国科学家在液态金属领域的一项研究获突破性进展，在这个漫长的研究之路上又前进了一小步。新研究让液态金属机器能“跑”能“跳”。

刘静团队研究小组报道了一种异常独特的液态金属固液组合机器的自激振荡效应：将处理过的钨铜丝触及含铝的液态金属时，钨铜丝会被液态金属迅速吞入，并随后在液态金属机体上做长时间往复穿梭运动，如同演奏音乐中的小提琴琴弦一般。

钨铜丝具有耐热，耐烧蚀，高强度，导电率强等特点。

作者们发现了一类有趣的液态金属跳跃行为：向放有金属液滴的溶液体系中加入固体金属颗粒（钨、镍、铜、铁等）后，原本静止的金属液滴开始跳动起来，并在容器底留下一串饼状“脚印”。

研究揭示，金属颗粒与液态金属表面发生点接触时，交界面处电场强度显著增强，以至会在溶液内电解产氢，氢气泡在基底不断吸附长大形成“气体弹簧”，这就为液滴跳跃提供了推力。导致电场极化的因素之一是来自液态金属与固体金属颗粒之间的电势差即原电池效应；另一原因则在于，固-液材料界面间微观形貌差异会导致电荷累积，继而引发尖端放电效应。

研究小组通过电镀方法在液态金属表面镶嵌铁磁性镍层，由此实现了机器在外部磁场或电场作用下的灵活控制，并验证了其在药物递送方面的潜在价值。超越于无规则运动型液态金属机器的是，该磁性固液组合机器可实现运动起停、转向和加速等复杂行为。

进一步地，研究小组还发展出一种以柔性可变形“车轮”驱动的微型车辆，其由金属液滴及经3D打印的塑料本体组合而成。在电场作用下，液态金属“车轮”可发生旋转变形，继而驱动车辆行进、加速乃至实现更多复杂运动。

刘静研究小组发现，在电解液中，一块镓基液态合金，在“吞食”铝作为食物或燃料后，竟可以变形机器形态长时间高速运动，实现了无需外部电力的自主运动。

近些年，刘静团队一直在致力于联合工业界推动液态金属产业化应用。她说：我们有幸在液态金属研究上走在世界前头，但在产业方面不能落后，我们要把握历史机遇，帮助我国建成世界级的液态金属谷。