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胡靓副研究员团队研发“类终结者”液态金属

在科幻大片《终结者2》中,作为大反派的液态金属机器人T1000是片中一大亮点。它时而柔软似水,时而坚不可摧,可以从一滩液体迅速变成人形进行战斗,并能在受伤穿透后自动愈合,给观众留下了深刻印象。

近日,生物医学工程高精尖创新中心的胡靓团队研发了一种类终结者的新型液态金属,或将进一步推动液态金属终结者的到来。这种液态金属在磁场操控下,可以从液滴形态迅速变形为柱状的直立结构。变形后的直立结构可以一半暴露于空气中,一半浸没于溶液中,同时进行水平运动,模拟了两栖动物的行动特征。在这种新型液态金属中,金属镓与铁粉作用形成的表面氧化膜起到重要作用。一方面,表面氧化膜可以像表面活性剂一样大大降低液态金属表面张力,提升液态金属的可变形能力。另一方面,氧化膜的固体力学性能为液态金属的垂直拉伸和运动提供了力承载骨架。因此,像水一样的液态金属可以迅速的“站立”,并可作为可伸缩导体完成电路开关,电路修复等功能。这些研究结果展示了液态金属在柔性机器人及仿生机器人方面的巨大潜力

1 论文发表在材料类权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces

研究成果发表于美国化学学会旗下的材料科学权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces上,论文标题为Magnetic liquid metal droplets manipulated in the three-dimensionalfree spaceACSAppl. Mater. Interfaces 2019,  11, 8,8685-8692)。第一作者为北航医工交叉研究院生物医学工程高精尖中心的胡靓研究员,第一通讯单位为北航生物医学高精尖创新中心。美国化学学会官网以多媒体主题新闻的形式对该项工作进行了详细介绍

该研究成果发表后,引起了学术界及公众的广泛关注。超过六十家国际重要科技及大众媒体以“中国科学家发明类终结者的液态金属”“科学家首创类终结者的液态金属,将对软体机器人产生重大突破和变革”“震撼的类终结者液态金属问世”等主题对该项工作进行了深入报道和评论,包括美国科学促进会(AAAS)主办的全球科技新闻服务网站EurekAlertFox News, Dailymail等。

2 家国际重要媒体的多媒体报道及评论

柔性机器人是一个新兴领域,从机械学、物理学到生物学,都已获得越来越广泛的关注。然而传统刚性材料很难实现灵活地转变为多种形态。除了金属材料的优异导热性和导电性,镓基液态合金还拥有超越传统刚性材料的良好流动性。在先前的研究中,其展现出了在电场和电化学的刺激下变形和运动的能力,在柔性机器人领域被寄予厚望

相关工作得到国家自然科学青年基金,111引智计划,生物医学工程高精尖创新中心的大力支持。

论文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsami.8b22699