《终结者》机器人成现实 我国液态金属研究获重大突破央视新闻 2015年03月29日 10:39
看过电影《终结者》的人，一定会记得影片中无所不能的液态金属机器人。这是液态金属的应用前景之一，也是国际最前沿的研究课题。 经过十多年研究，我国科学家日前研发出世界首台可以自驱动的液态金属机器，不仅为液态可变形机器人的设计提供了全新的思路，同时也有望为生物医疗、机械工程等领域带来重大变革。
液态金属“吃”铝片后变身强劲马达 科幻电影《终结者》中的液态金属机器人可以根据环境需要随意变形，被子弹打穿之后还能迅速自我修复。虽然现实研究还有一定距离，但是我国科学家日前利用液态金属镓的合金，在世界上首次发现了一种非常独特的现象：把铝片放到液态金属当中，可以看到铝片会一点一点被液态金属吃掉，与此同时，液态金属也就拥有了一项独特的本领，当把它注射到器皿当中的时候，这个液态金属就好像拥有了自身的强劲的马达，可以不停地旋转和运动。
自主变形 “终结者”或成可能 在电解液中，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”后会继续蜿蜒前行，整个过程像极了科幻影片中的机器人“终结者”。这种自驱动液态金属机器所表现出的变形能力、运转速度和寿命水平均属世界罕见，具有重大的科研意义和实用价值。 刘静表示，液态金属印刷电子可以在皮肤上印刷微小传感器，用于医疗和日常监护。液态金属3D打印则区别于常见的高温金属打印，可以打印具有实际功能而且能够传输信号的物体。随着科研人员对这一特殊材料的深入研究，液态金属还有可能给生物医疗、机械工程等领域带来重大变革。这里是中央电视台在2015年3月29日报道的视频分享地址： http://tv.cntv.cn/video/C10598/b29374158fbd4bc28250dc81cf4cf69b
中国研制出世界首台自主运动可变形液态金属机器2015年03月25日 18:37来源：观察者网
大家都看过《终结者2》，里头的大反派T-1000 液态金属机器人那几乎不死的能力让人不寒而栗
可变形液态金属机器在内含电解液的容器或各种槽道中的自主运动情形自主型液态金属机器所展示的人工软体动物、实物马达及其驱动流体情形
中国科学家造出了世界首台液态金属机器，这一成就被外媒形容为制造出“终结者”。
据中科院理化所网站，3月3日，由刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组，在Advanced Materials上发表了题为“Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk”(2015)的研究论文，迅速被New Scientist、Nature研究亮点、Science新闻等数十个知名科学杂志或专业网站专题报道，在国际上引起重要反响和热议。
此项研究于世界上首次发现了一种异常独特的现象和机制，即液态金属可在吞食少量物质后以可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，从而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。这是该小组继首次发现电控可变形液态金属基本现象(Sheng et al., Advanced Materials, 2014, 封面文章；Zhang et al., Scientific Reports, 2014)之后的又一突破性发现。
这种液态金属机器完全摆脱了庞杂的外部电力系统，从而向研制自主独立的柔性机器迈出了关键的一步。文章被选为期刊内前封面故事，Altmetric计量学数据显示其指数已达71.0，远高于期刊平均值6.7，在同时期论文中则排名No.1。
研究揭示，置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量，实现高速、高效的长时运转，一小片铝即可驱动直径约5 mm的液态金属球实现长达1个多小时的持续运动，速度高达5cm/s。这种柔性机器既可在自由空间运动，又能于各种结构槽道中蜿蜒前行；令人惊讶的是，它还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整，遇到拐弯时则有所停顿，好似略作思索后继续行进，整个过程仿佛科幻电影中的终结者机器人现身一般。
应该说，液态金属机器一系列非同寻常的性已相当接近一些自然界简单的软体生物，比如：能“吃”食物（燃料），自主运动，可变形，具备一定代谢功能（化学反应），因此作者们将其命名为液态金属软体动物。这一人工机器的发明同时也引申出“如何定义生命”的问题。
目前，实验室根据上述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，且可在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中运动。试验和理论分析表明，此种自主型液态金属机器的动力机制来自两方面：一是发生在液态合金、金属燃料及电解液间的Galvanic电池效应会形成内生电场，从而诱发液态金属表面的高表面张力发生不对称响应，继而对易于变形的液态金属机器造成强大推力；与此同时，上述电化学反应过程中产生的氢气也进一步提升了推力。正是这种双重作用产生了超常的液态金属马达行为，这种能量转换机制对于发展特殊形态的能源动力系统也具重要启示意义。
在迄今所发展的各种柔性机器中，自主型液态金属机器所表现出的变形能力、运转速度与寿命水平等均较为罕见，这为其平添了诸多重要用途。作为具体应用器件之一，论文还特别展示了首个无需外界电力的液态金属泵，通过将其限定于阀座内，可达到自行旋转并泵送流体的目的，据此可快速制造出大量微泵，满足诸如药液、阵列式微流体的输运等，成本极低；若将此类柔型泵用作降温，还可实现高度集成化的微芯片冷却器；进一步的应用可发展成血管或腔道机器人甚至是可自我组装的液态金属智能机器等。
刊载上述首创性发现的文章在线发表后，短时间内即引起世界范围内众多科学杂志、专业网站和新闻媒体的高度重视。New Scientist在第一时间以文章和精心制作的视频进行了报道：“液态金属朝可变形机器人迈进一步(Liquid metal brings shape-shifting robot a step closer)”指出其“将成为今后电影中人工生命的种子(Such liquid robots will be a seed of artificial life seen in some movies)”；Nature杂志在其研究亮点栏目以“液态金属马达靠自身运动(Liquid metal motor moves by itself)”为题进行了报道；Science网站发布观察文章和视频：“可变形金属马达拥有一系列用途(Shape-shifting metal motor has a variety of uses)”；路透社也对此进行了专门报道。
众多报道此项工作的科学杂志或专业网站还有，物理学家组织网站：“可在液体中自行驱动的可变形液态金属(Shape shifting liquid metal able to propel itself through liquids)”；化学和工程新闻C&EN：“旋转的液态金属马达(Rolling Out Liquid-Metal Motors)”；Uncover California：“世界首个液态金属机器人(World‘s First Liquid Metal Robot)”；Siliconrepublic：“首个终结者型液态马达问世，具无限潜力(First Terminator-1000-like liquid motor developed with unlimited potential)”；镜报mirror：“真实的终结者1000液态金属马达(real-life-t-1000-liquid-metal-motor)”；Popular Science：“终结者智能液态金属或为新一轮军备竞赛的第一步(Terminator-Like ‘Smart Liquid Metal‘May Be The First Step In A New Arms Race)”；Space Daily等：“液态金属机器人几乎已在这儿，并且他们由中国制造(Liquid Metal Robots Are Almost Here and They Are Made in China)”；Popular Mechanics：“终结者1000机器人或许就由这种自主行走的液态金属制成(The T-1000 Is Probably Made of This Liquid Metal That Moves Itself)”；更多网站则纷纷展望了这一开创性技术在机器人、药物递送、血管和环境监测等方面的应用前景，认为“机器人工业正迈向不可思议的突破(The Robotics Industry Is on the Verge of an Incredible Breakthrough)”，“显然是巨大的第一步(certainly a huge first step)”，“这是许多潜在商业用途的源泉，对于世界各国的工业界和政府会有巨大的兴趣(That’s where the potential commercial uses come in, which should be of huge interest to industry and governments around the world)”。
据初步统计，文章发表两周左右即已有数百个科学或专业网站对此进行了评介和转载，说明了本项研究工作的影响。自驱动液态金属机器的问世引申出了全新的可变形机器概念，将显著提速柔性智能机器的研制进程。当前，全球围绕先进机器人的研发活动正处于如火如荼的阶段，若能充分发挥液态金属所展示出的各种巨大潜力，并结合相关技术，将引发诸多超越传统的机器变革。刘静小组关于液态金属自驱动效应和相应机器形态的发现，为今后发展高级的柔性智能机器人技术开辟了全新途径，具有十分重要的科学意义和实际应用价值。液态金属概念股简析 云海金属(002182)公司主要产品为镁合金、铝合金、中间合金和金属锶，为全球规模最大镁合金专业生产企业之一。公司是拥有一定科技含量的新材料企业，承担了国家科技计划项目镁及镁合金关键技术开发与应用，掌握液态金属技术。
宜安科技(300328)：公司的液态金属采用的是压铸技术，苹果 公司采用的同样也是压铸技术，但公司的材料配方与苹果公司不同，双方有各自的材料方面专利。液态金属的应用范围十分广泛，其中手机、可穿戴消费电子设备、笔记本等是目前液态金属技术应用比较热门的领域，公司将根据客户的要求将液态金属技术应用到不同的产品上。公司的液态金属已有部分产品在小批量供货，但客户信息由于需要保密没有公开。
安泰科技(000969)公司由钢铁研究总院改制而来，拥有雄厚技术实力，主要产品包括三大类：超硬及难容材料制品、金属功能材料和精细金属制品。其中，金属功能材料板块包括非晶材料和稀土永磁两部分;公司是全球两家能够生产非晶带材企业之一，安泰科技(000969，股吧)非晶制品公司的国家非晶微晶合金工程技术研究中心已启动万吨级非晶带材及制品项目，2010年二期工程完成后已实现年产4万吨铁基非晶带材规模。如下游需求仍有空间，将继续扩建产能提至7-10万吨/年。公司规划在非晶行业处于铁基带材产能世界第二，纳米晶带材、非晶磁粉芯产能世界第一，最终实现销售收入10亿元。
东方锆业(002167)公司氧化锆产品在耐火材料行业 中有着广泛的应用，目前能直接运用到耐火材料的产品有复合氧化锆、二氧化锆、电熔锆等。液态金属是一种新型锆合金，锆是液态金属的重要原料。在锆材料的运用中，特别是在耐火材料运用(特别是不定性耐火材料运用)中，为适应各种环境、条件，人们是在一定的时间、温度等条件下通过对氧化锆等材料进行有效配置后产出一种不定型耐火材料(常以液态形式存在)，不定型耐火材料根据条件和需要，通过震动法、泵注法、压注法、喷射法等方法在使用过程中定型或形成所需的图案以达到定制、修补等作用。因此，氧化锆做的不定型耐火材料应该也是“液态金属”概念中成熟应用的一个重要组成部分。
海客
登录用户ID：
1
评论(13)
收藏
展开
