我國科學(xué)家研發(fā)世界首個液態(tài)金屬“軟體動物”

還記得科幻電影《終結(jié)者》里那個液態(tài)金屬人T-X型號“終結(jié)者”嗎？它可根據(jù)環(huán)境隨意變形，模擬任何一種生物，被子彈打穿后可自動修復(fù)。如今，這種描述，或因我國科學(xué)家的一項最新發(fā)現(xiàn)，成為現(xiàn)實。
這是記者今天從中國科學(xué)院獲悉的消息，由清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所雙聘研究員劉靜帶領(lǐng)的中科院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合研究小組，發(fā)現(xiàn)了一種異常獨(dú)特的現(xiàn)象和機(jī)制，即液態(tài)金屬可在吞食少量物質(zhì)后以可變形機(jī)器形態(tài)長時間高速運(yùn)動，實現(xiàn)了無需外部電力的自主運(yùn)動。
此發(fā)現(xiàn)在世界屬首次，該研究顯示：在電解液中，一塊鎵基液態(tài)合金，在“吞食”鋁作為食物或燃料后，便獲得“能量”，實現(xiàn)高速、高效的長時運(yùn)轉(zhuǎn)——一小片鋁即可驅(qū)動直徑約5mm的液態(tài)金屬球?qū)崿F(xiàn)長達(dá)1個多小時的持續(xù)運(yùn)動，速度高達(dá)5cm/s。
“有趣的是，我們觀察到，這種變形機(jī)器不僅能在自由空間運(yùn)動，還能在各種結(jié)構(gòu)槽道中前行。更令人驚訝的是，它還會根據(jù)槽道的寬窄自行調(diào)整，拐彎時則有所停頓，好似人在遇到障礙物‘思索’后行進(jìn)，像極科幻電影《終結(jié)者》中的液態(tài)機(jī)器人。”劉靜說。
劉靜研究小組稱該液態(tài)金屬機(jī)器為“軟體動物”，因為它呈現(xiàn)的一系列非同尋常的特性，已經(jīng)相當(dāng)接近自然界簡單的軟體生物。目前，該研究小組已在實驗室制成了不同大小的液態(tài)金屬機(jī)器，尺寸從數(shù)十微米到數(shù)厘米不等，并在不同的電解液環(huán)境中驗證了其自主運(yùn)動的性能。
當(dāng)前，全球圍繞先進(jìn)機(jī)器人的研發(fā)活動如火如荼，制造能在不同形態(tài)之間自由轉(zhuǎn)換的液態(tài)金屬機(jī)器人，以執(zhí)行高難度的特殊任務(wù)，是科學(xué)界與工程界長久以來的夢想，相關(guān)研究在軍事、民用、醫(yī)療與科學(xué)探索領(lǐng)域具有重大理論意義和應(yīng)用前景。
劉靜小組的研究成果，被認(rèn)作為研制實用化智能馬達(dá)、血管機(jī)器人、流體泵送系統(tǒng)、柔性執(zhí)行器乃至更為復(fù)雜的液態(tài)金屬機(jī)器人奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。目前，該研究小組已在國際刊物《Advanced Materials》上發(fā)表相關(guān)論文，隨后被數(shù)十個科學(xué)雜志或?qū)I(yè)網(wǎng)站報道，引起不小的國際反響。

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