液態(tài)的案例
液態(tài)模鍛技術(shù)及其應(yīng)用
圖3 年產(chǎn)20 萬模液鍛車間簡圖
液態(tài)模鍛技術(shù)應(yīng)用實例
液態(tài)模鍛技術(shù)正處于快速推廣與應(yīng)用的時期，國內(nèi)外都有大量的應(yīng)用實例。僅北京交通大學(xué)邢書明教授開發(fā)的液態(tài)模鍛產(chǎn)品就多達幾十種，獲得發(fā)明專利近20 多件。目前單重最大的液態(tài)模鍛鋼件已經(jīng)達到了300kg，最小的只有幾十克。液態(tài)模鍛耐磨鋼件有破碎機錘頭、球磨機襯板、板錘、輥環(huán)、磨輥、斗齒、軋輥、軋鋼機側(cè)導(dǎo)板等，液態(tài)模鍛鋁合金件有輪轂、連桿、懸臂、軸箱體、活塞等汽車零件，液態(tài)模鍛銅合金件有高爐風(fēng)口、滑動軸承、機車觸頭、氧槍噴頭、高壓開關(guān)觸頭等，液態(tài)模鍛鋼管件有法蘭盤、液壓閥體、蝶閥的碟板；液態(tài)模鍛通用鋼件有齒輪、皮帶輪、車輪、分離機轉(zhuǎn)鼓等。
總體來看，目前液態(tài)模鍛技術(shù)已經(jīng)成熟，進入了針對具體產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)階段。開發(fā)的內(nèi)容主要是面向產(chǎn)品的液態(tài)模鍛工藝設(shè)計、液態(tài)模鍛模具設(shè)計以及液態(tài)模鍛設(shè)備配置，形成工藝+ 模具+ 設(shè)備的一體化成套技術(shù)。
結(jié)論
⑴液態(tài)模鍛作為鑄鍛技術(shù)的升級，適于生產(chǎn)高要求、大批量、難變形材料或難鍛造材料、沒有復(fù)雜內(nèi)腔的合金鋼及有色合金鑄件。與固態(tài)模鍛相比，液態(tài)模鍛具有工藝流程短、生產(chǎn)效率高、綠色環(huán)保、材料利用率高、成本低的優(yōu)勢。
⑵液態(tài)模鍛技術(shù)已經(jīng)成熟，但需要針對具體產(chǎn)品進行液態(tài)模鍛工藝設(shè)計、模具設(shè)計、涂料設(shè)計以及設(shè)備配置等成套技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)。
——本文摘自《鍛造與沖壓》2018年第21期
展開 液態(tài)金屬高分子凝膠
近日，東南大學(xué)張久洋教授課題組在液態(tài)金屬凝膠研究領(lǐng)域取得進展，研究團隊通過利用液態(tài)金屬的流動性，對自由基的催化性，成功制備了一種液態(tài)金屬高分子凝膠功能材料，材料具有優(yōu)越的彈性性能，可作為新一代的力傳感器。
液態(tài)金屬是一類低熔點的金屬單質(zhì)或者合金，能夠在室溫下形成液態(tài)共晶。考慮到液態(tài)金屬兼具流體和金屬導(dǎo)體的性質(zhì)，液態(tài)金屬可用作功能性流動填料，以實現(xiàn)高分子功能材料的柔性和高導(dǎo)電性并存，使得此類材料可作為潛在的電子柔性器件。之前有論文報道通過光刻等方法預(yù)先制備微通道，之后往微通道中注入液態(tài)金屬來制得電阻和電容傳感器。然而這種方法成本很大，而且僅基于微孔道的形變，限制了材料的力學(xué)性質(zhì)和電學(xué)感應(yīng)能力。
科研團隊通過將液態(tài)金屬作為流動導(dǎo)電填料并利用其對自由基的催化功能，成功在20秒內(nèi)制得液態(tài)金屬水凝膠功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液態(tài)金屬傳感器，因液態(tài)金屬表面氧化層和單體極性基團之間的錨定作用，實現(xiàn)了液態(tài)金屬在體系中的均勻分散，同時發(fā)現(xiàn)了液態(tài)金屬與過氧化物引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)而顯示出的催化活性。因液態(tài)金屬的流體性質(zhì)和高導(dǎo)電性，液態(tài)金屬賦予材料以超長的拉伸性能（斷裂伸長率=1500%），良好的力學(xué)和電學(xué)穩(wěn)定性。此外由于液態(tài)金屬在材料內(nèi)部的不對稱形變，材料能夠辨別物體在其表面的運動方向，可識別個人的電子簽名和作為潛在的電子皮膚。
論文日前發(fā)表在Materials Horizons (IF= 13.8) 雜志上(Peng,H; Xin, Y.M., Xu, J., Liu, H.Z., Zhang, J.* Ultra-stretchable Hydrogels withReactive Liquid Metals as Asymmetric Force-sensors. Mater. Horiz.
展開 中科大等首次實現(xiàn)液態(tài)金屬驅(qū)動機器人！
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機械與精密儀器系副教授張世武研究團隊、澳大利亞伍倫貢大學(xué)教授李衛(wèi)華研究團隊和蘇州大學(xué)機器人與微系統(tǒng)中心副教授李相鵬研究團隊組成的聯(lián)合研究組，設(shè)計了基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機器人驅(qū)動器，首次實現(xiàn)了液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機器人。近日，該成果以A Wheeled Robot Driven by a Liquid‐Metal Droplet 為題，發(fā)表在《先進材料》雜志上（Adv. Mater. 2018, 201805039）。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805039
電影《終結(jié)者》中的液態(tài)金屬機器人“T1000”開啟了液態(tài)金屬在機器人領(lǐng)域應(yīng)用的夢想之門。鎵基室溫液態(tài)金屬具獨特的表面性質(zhì)及理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學(xué)變化，在MEMS、微流體、生物醫(yī)學(xué)以及機器人等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用前景，引起國際上的廣泛關(guān)注。然而，液態(tài)金屬在機器人領(lǐng)域應(yīng)用研究目前僅局限于以液態(tài)金屬液滴為機器人本體，尚無基于液態(tài)金屬的功能性機器人的研究報道。
液態(tài)金屬鎵基室溫液態(tài)金屬擁有巨大的表面張力，可以在極低的電場功耗下，展示出高效的運動能力。聯(lián)合研究組巧妙地將高效液態(tài)金屬驅(qū)動和變重心機構(gòu)相結(jié)合，開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單緊湊、驅(qū)動性能好的新型液態(tài)金屬機器人。研究人員設(shè)計了一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結(jié)構(gòu)，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內(nèi)部；通過巧妙設(shè)計的隨動微型電極支架施加外部電場驅(qū)動輪體內(nèi)液態(tài)金屬運動，進而持續(xù)改變輪式機器人的重心，驅(qū)動輪式機器人滾動。
展開 液態(tài)鋰對無氧銅的腐蝕研究
近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所托卡馬克物理研究室研究員胡建生課題組在液態(tài)金屬鋰對無氧銅的腐蝕行為和機理研究方面取得進展，相關(guān)研究成果由博士后孟獻才以Corrosion characteristics of copper in static liquid lithium under high vacuum 為題發(fā)表于核材料領(lǐng)域頂級期刊Journal of Nuclear Materials上。
液態(tài)鋰對聚變裝置中相關(guān)結(jié)構(gòu)材料和第一壁材料的腐蝕特性研究對液態(tài)鋰在聚變裝置中的應(yīng)用和相關(guān)材料的選擇具有重要意義。近年來，研究人員開展了大量液態(tài)鋰對不銹鋼、鉬及鎢的腐蝕實驗研究，實驗過程中發(fā)現(xiàn)了鋰腐蝕損壞實驗裝置無氧銅密封圈的現(xiàn)象（X.C. Meng, et al., Fusion Eng. Des. 2018:128 75）。
在此基礎(chǔ)上，研究人員系統(tǒng)地開展了無氧銅在液態(tài)鋰中的腐蝕實驗和模擬研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無氧銅與液態(tài)鋰無法兼容。液態(tài)鋰對無氧銅的腐蝕機理包括：銅在液態(tài)鋰中的物理溶解和液態(tài)鋰對銅的晶界腐蝕，物理溶解取決于銅在液態(tài)鋰中的溶解度，但由于腐蝕裝置中出現(xiàn)多種金屬，銅在液態(tài)鋰中的恒溫質(zhì)量遷移是其質(zhì)量損失的主要原因；晶界能的存在使晶界銅原子易于溶解在液態(tài)鋰中，同時液態(tài)鋰也易于通過晶界缺陷滲透進入銅晶界中，致使銅性能受損，同時液態(tài)鋰沿銅晶界腐蝕也會造成銅晶粒剝落，造成銅基底損壞和銅質(zhì)量的大量損失。該研究為液態(tài)鋰環(huán)境中無氧銅的應(yīng)用防護提供重要的依據(jù)及參考。
以上研究工作獲得等離子體所相關(guān)科研人員的鼎力支持，同時也得益于國際同行的合作，并得到國家重點研發(fā)專項、國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項、國家自然科學(xué)基金等的資助。（來源：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院）
液態(tài)鋰對無氧銅的腐蝕機理簡圖
展開 
液態(tài)金屬紙基柔性電子電路轉(zhuǎn)印技術(shù)問世
【圖文導(dǎo)讀】
圖1
a）基于液態(tài)金屬的紙基轉(zhuǎn)印柔性電路的制備流程示意圖；b）紙基液態(tài)金屬LED陣列電路在彎曲和彎折狀態(tài)下的電路穩(wěn)定性測試；c）紙基液態(tài)金屬電路制作的紙質(zhì)電子工藝品；d）紙基3D立體電路。
圖2
a）基于液態(tài)金屬轉(zhuǎn)印技術(shù)制備的紙基大面積電路或圖案；b）紙基液態(tài)金屬電路的可修復(fù)能力展示。
【小結(jié)】
此次建立的新型紙基電子電路制備方法成本低、簡便快捷，可迅速制備大面積電路。轉(zhuǎn)印在紙基上的液態(tài)金屬電路不僅具有良好的導(dǎo)電性，而且可以保持極佳的電學(xué)穩(wěn)定性，即使在紙張彎折變形狀態(tài)下，液態(tài)金屬電路仍能夠保持電路連接的穩(wěn)定性。此外，該方法制備的紙基液態(tài)金屬電路具有良好的自修復(fù)能力，易于用作制備可重構(gòu)天線等電子裝置。最后，文章提出了一種使用酸性溶液回收紙基液態(tài)金屬電路的方法，這為進一步降低液態(tài)金屬電路的制造成本、實現(xiàn)資源再利用以及保護環(huán)境提供了可能。
展開 液態(tài)金屬3D打印，將鎵銦合金材料“粘”在打印器件上
據(jù)南極熊了解，近日，夢之墨液態(tài)金屬材料技術(shù)團隊，在劉靜教授的帶領(lǐng)下發(fā)現(xiàn)，將具有較高黏附性的高分子涂層涂抹在3D打印器件上，可以將鎵銦合金材料“粘”在打印器件上。此外，對鎵銦合金進行特殊處理，在降低其流動性的同時提高黏附性，可以使其穩(wěn)定維持在立體結(jié)構(gòu)表面。同時，附著在立體結(jié)構(gòu)表面的液態(tài)金屬涂層可以與周圍的液態(tài)金屬涂層形成“液橋”，從而實現(xiàn)金屬焊接的效果。這項研究成果相當于為傳統(tǒng)的3D打印賦予了特定功能，在實際應(yīng)用中具有重要意義。
增材制造即3D打印，是一種“自下而上”通過材料累加的制造方法，從無到有。這使得過去受到傳統(tǒng)制造方式的約束，而無法實現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造變?yōu)榭赡埽蚨诤娇蘸教臁⑽奈锉Ｗo、醫(yī)療健康等領(lǐng)域嶄露頭角。多功能電子器件或系統(tǒng)大多是三維立體結(jié)構(gòu)，其組成單元由各種金屬或非金屬電子材料構(gòu)筑而成。傳統(tǒng)的3D打印主要基于尼龍玻纖、耐用性尼龍一類的材料，由此打印出的物件一般并不具備電子功能。因此3D打印手段直接打印出立體終端電子產(chǎn)品，一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界無法解決的難題。
近年來，隨著液態(tài)金屬印刷電子學(xué)的發(fā)展，以低熔點金屬鎵為基礎(chǔ)的室溫液態(tài)金屬合金材料逐漸進入人們視野，在柔性電子、智能機器等領(lǐng)域得到廣泛研究和應(yīng)用。夢之墨技術(shù)團隊長期從事液態(tài)金屬相關(guān)研究，在基于液態(tài)金屬功能性復(fù)合材料的裝備方面有豐厚的積累。通過對液態(tài)金屬功能材料進行改造，并結(jié)合增材制造技術(shù)，夢之墨團隊開發(fā)出一種基于液態(tài)金屬功能性復(fù)合材料的快速電路印刷技術(shù)，并利用此技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的桌面電子電路打印機已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
看到3D打印電子設(shè)備存在的局限性，劉靜教授帶領(lǐng)的技術(shù)團隊隱約意識到，在立體電子制造領(lǐng)域，液態(tài)金屬有可能發(fā)揮其獨特的作用。
展開 液態(tài)金屬成形有哪些特點？
為此，有必要研究液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動情況。
液態(tài)金屬液池上激發(fā)的可電學(xué)切換的表面波及液滴跳躍效應(yīng)(轉(zhuǎn)載)
放置多個液滴在液態(tài)金屬液面上，液滴由于波動液面對其的鎖定作用，會自動組裝成表面波圖案對應(yīng)的類晶體結(jié)構(gòu)（圖2b）。論文還探究了能夠穩(wěn)定懸浮的液滴尺寸范圍，發(fā)現(xiàn)對于更高的頻率，能夠懸浮的液滴直徑范圍會逐步減小（圖2c）。
圖1.(a)高度對稱的規(guī)則表面波圖案，折疊對稱數(shù)N從2到10；(b)不同驅(qū)動頻率下的表面波圖案形狀匯總；(c)四組具有相同對稱折疊數(shù)的表面波圖案，N分別對應(yīng)于5-8
圖2.(a)懸浮液態(tài)金屬液滴的側(cè)視圖；(b)多個液態(tài)金屬液滴自組裝為對應(yīng)的表面波圖案（N=3-8）；(c)不同驅(qū)動頻率下能夠懸浮的液滴直徑范圍（藍色區(qū)域）
不同于傳統(tǒng)非導(dǎo)電流體的是，液態(tài)金屬得益于自身金屬材料優(yōu)良的導(dǎo)電性，使其能夠通過外加電場來靈活改變自身性質(zhì)。作者們由此提出了一種通過外加電場靈活快速調(diào)控液態(tài)金屬表面波狀態(tài)的方法（圖3）。分析液態(tài)金屬的電毛細曲線發(fā)現(xiàn)，只需一個很小的外加電壓（5 V以下），即能迅速使液態(tài)金屬的表面張力發(fā)生顯著改變，而流體表面張力對于法拉第波臨界值影響極大，進而決定表面波模態(tài)。值得注意的是，通過外加電場調(diào)節(jié)表面波模態(tài)是一個可逆的過程，當撤去外加電場后，表面波能夠自動恢復(fù)到其自身原本的狀態(tài)。因而對于液態(tài)金屬這一特殊流體，利用外加電場來靈活切換表面波狀態(tài)使其具有更高的可控性，對于研究法拉第波不穩(wěn)定性、模態(tài)形成和模態(tài)間轉(zhuǎn)換問題等具有重要意義。
總的說來，液態(tài)金屬法拉第波體系中呈現(xiàn)出十分豐富的表面波模式，能夠借助調(diào)節(jié)外界驅(qū)動參數(shù)來按需激發(fā)，并能通過外加電場實現(xiàn)快速有效的調(diào)節(jié)，同時表面懸浮液滴可以自組裝成對應(yīng)的圖案結(jié)構(gòu)，因此該系統(tǒng)十分適合于研究圖形成形、模態(tài)變化和液滴自組裝理論。其次，懸浮的液態(tài)金屬液滴具有更高的自由度，不受基底材料性質(zhì)的影響，對于研究液態(tài)金屬機器人、智能馬達、柔性泵、血管機器人等具有較為重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
展開 香港理工大學(xué)鄭子劍教授課題組AFM：在透氣超彈液態(tài)金屬導(dǎo)體材料上取得新進展
液態(tài)金屬憑借其高導(dǎo)電性，室溫下可任意形變及低模量的特點，在可拉伸及可穿戴電子材料領(lǐng)域具備很好的商業(yè)應(yīng)用前景。然而，目前可拉伸的液態(tài)金屬導(dǎo)體材料面臨著兩個嚴峻的挑戰(zhàn)。首先，由于比表張力很大 （以鎵銦錫共熔液態(tài)金屬為例，室溫下的表面張力為718 mN m-1），液態(tài)金屬很難自動在可拉伸的高分子基底表面浸潤及鋪展，這給液態(tài)金屬導(dǎo)體的制備帶來困難。其次，由于大應(yīng)變拉伸時導(dǎo)體材料的尺寸變化，導(dǎo)體的電阻不可避免地會有很大的增加 （幾十幾百倍）。此外，在可穿戴電子的是長期實際應(yīng)用中，材料的透氣性對穿著舒適性也極為重要。基于以上，鄭子劍教授團隊通過對超浸潤液態(tài)金屬及拉伸導(dǎo)電性增加的聚合物分子框架的設(shè)計，在三維多孔的纖維網(wǎng)絡(luò)修飾可與液態(tài)金屬反應(yīng)型浸潤的銀層，使得液態(tài)金屬的浸潤接觸角到0°左右。同時，纖維網(wǎng)絡(luò)的毛細力使得液態(tài)金屬可快速灌輸?shù)匠H的纖維網(wǎng)絡(luò)中。這一現(xiàn)象在拉伸過程中更加明顯，進而產(chǎn)生更多的導(dǎo)電回路來緩解電阻在大應(yīng)變下的變化。
圖1. 超浸潤液態(tài)金屬及拉伸導(dǎo)電性增加的液態(tài)金屬導(dǎo)體材料的制備。
該團隊通過液態(tài)金屬與銀層的反應(yīng)型浸潤，制備銦銀的金屬間化合物，使得液態(tài)金屬在靜電紡絲纖維網(wǎng)絡(luò)表面的接觸角從145°降低到0°左右。同時，由于靜電紡絲網(wǎng)絡(luò)的毛細力，液態(tài)金屬可進一步灌輸?shù)狡淙S多孔的結(jié)構(gòu)中，可得到高液態(tài)金屬載量 （64~210 mg cm-2）低電阻的可拉伸導(dǎo)體材料。在實際應(yīng)用中，該導(dǎo)體材料還能在拉伸-松弛的過程中形成橫向網(wǎng)狀和垂直彎曲的褶皺結(jié)構(gòu)，使得該導(dǎo)體具有透氣透水性。
展開 深圳大學(xué)周學(xué)昌課題組JMCA：可回收、可焊接、抗疲勞液態(tài)金屬彈性體
室溫液態(tài)金屬（鎵及其合金）是一類常溫下呈液態(tài)的金屬材料，因其兼具流體和金屬導(dǎo)體的性質(zhì)，近年來引起了研究人員的極大興趣。其中，液態(tài)金屬微納液滴可作為一種新型的功能性流動填料添加到高分子材料中，形成液態(tài)金屬液滴-高分子復(fù)合材料。此類復(fù)合材料在柔性電子、電磁屏蔽、熱管理、健康醫(yī)療等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。另外一方面，近年來的微塑料、電子垃圾等環(huán)境問題也引起了極大的關(guān)注。因此，從材料設(shè)計角度出發(fā)，探索可降解、可回收的環(huán)保型高分子復(fù)合材料較為迫切。近年來，深圳大學(xué)周學(xué)昌課題組在液態(tài)金屬液滴制備、復(fù)合材料與應(yīng)用、可回收循環(huán)利用等方面進行了一些探索性研究工作，主要包括：采用聚乙烯醇作為瞬態(tài)封裝材料構(gòu)建了一種基于室溫液態(tài)金屬的瞬態(tài)可回收的環(huán)境友好型柔性電子（Adv. Funct. Mater., 2019, 1808739）；使用石墨烯包覆液態(tài)金屬液滴，制得一種具有高導(dǎo)電性的液態(tài)金屬液滴，并成功應(yīng)用于可活動、可回收、可變形的軟接觸電極及運動方向監(jiān)控器件（Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1706277）。這些前期探索工作主要解決了宏觀尺度的液態(tài)金屬圖案和毫米級以上液態(tài)金屬液滴的回收利用問題。然而，對于填充了微納尺度液態(tài)金屬液滴的復(fù)合材料，它的回收利用仍是一個挑戰(zhàn)性的問題。
近日，深圳大學(xué)周學(xué)昌課題組通過采用Diels–Alder(DA)動態(tài)共價鍵交聯(lián)的聚氨酯彈性體作為聚合物基底，以微納米液態(tài)金屬液滴作為功能性填料，制備了一種可回收的多功能柔性液態(tài)金屬彈性體復(fù)合材料（圖1）。
圖1. 液態(tài)金屬液滴聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備。
展開 液態(tài)金屬，又有新突破！中國離造出真正的“終結(jié)者”有多遠？
導(dǎo)讀
提到液態(tài)金屬，人們可能想到體溫計中流動的水銀，高溫鍋爐中沸騰的鐵水，而在科學(xué)家眼中，它是流動的軟體生命，是連接人體神經(jīng)的橋梁，是未來機器人變革的核心材料……
（電影《終結(jié)者2》片段）
看過《終結(jié)者》系列電影的朋友一定知道T-1000這個液態(tài)金屬機器人反派角色，據(jù)權(quán)威專家稱，以自然界生物進化的觀點看，離成為真正的“終結(jié)者”，中國科學(xué)家們相當于已經(jīng)培育出了細胞！
1月30日，清華大學(xué)、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的聯(lián)合研究小組在美國化學(xué)學(xué)會期刊ACSOmega上刊發(fā)了一篇論文，描述了他們發(fā)明的一種全新的可實現(xiàn)超大尺度膨脹變形的液態(tài)金屬復(fù)合材料，這一突破將可編程、可變形液態(tài)金屬柔性智能機器人研制工作向前推進了一大步。今天小編就著重向大家介紹一下這一研究成果。
論文傳送門：
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsomega.8b03466
在介紹這項研究成果之前，小編想提到的是：在液態(tài)金屬研究上，我國正處于領(lǐng)跑者地位，是中國向世界輸出原創(chuàng)科研成果的代表。中國團隊在十分有限的條件下經(jīng)過近20年持續(xù)不斷的努力，做出的大量研究在國際上持續(xù)引發(fā)著重大而廣泛的影響，超前優(yōu)勢十分明顯，還使得液態(tài)金屬研究從冷門逐漸成為國際上備受矚目的重大科技熱點。
有多超前呢？在中國團隊提出液態(tài)金屬冷卻芯片技術(shù)10多年后，美國國家宇航局（NASA）于2014年將“液態(tài)金屬冷卻”列為未來前沿技術(shù)。如今，液態(tài)金屬研究被譽為人類利用金屬的第二次革命。
回到前文，中國團隊發(fā)明了“一種全新的可實現(xiàn)超大尺度膨脹變形的液態(tài)金屬復(fù)合材料”，這是一種怎樣的材料？能實現(xiàn)哪些應(yīng)用？
這種材料其實是一種內(nèi)部包含低沸點工質(zhì)的，由液態(tài)金屬和硅膠制成的材料。
展開 
什么是液態(tài)金屬？
什么是液態(tài)金屬？
液態(tài)金屬也稱塊狀非晶，原子呈無序排列，無晶界，微觀結(jié)構(gòu)均勻，無析出相；而傳統(tǒng)金屬原子呈有序排列，有晶界，有析出相，微觀結(jié)構(gòu)不均勻。材料的性能大多由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，該視頻就詳細而生動地闡了述這一點。（時長2:58）
強度
a 強度是不銹鋼的3倍，推薦安全使用強度1500Mpa；
b 無塑性變形，確保成型與使用尺寸精度。
彈性
彈性應(yīng)變能量：
最好的彈簧鋼：2.2MJ/m2
液態(tài)金屬：19MJ/m2
彈性形變 εel (%)：
不銹鋼：0.2
液態(tài)金屬：2
硬度
液態(tài)金屬的硬度很高，成型后不需要做任何表面強化處理，表面硬度可以達到維氏硬度480-520HV（相當于洛氏硬度約50HRC），達到了鋼材熱處理硬化后的標準，可以直接用于許多硬度要求高的地方。
耐磨性
液態(tài)金屬耐磨性能好，按照同樣的方式進行耐磨實驗，幾乎沒有的體積和質(zhì)量損失。
展開 中科大液態(tài)金屬驅(qū)動的機器魚游了40分鐘！
記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校工程科學(xué)學(xué)院張世武教授、金虎副研究員與合作者合作，提出了一種基于電化學(xué)方法改變液態(tài)金屬表面張力的液態(tài)金屬人工肌肉（LMAM）來模仿肌肉的收縮及舒張功能，為柔性驅(qū)動器在微機電系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供全新思路。相關(guān)成果日前發(fā)表在《先進材料》上。
信天翁可以連續(xù)飛行幾十天，獵豹捕獵時最快速度接近汽車在高速公路上的速度……動物特異的運動能力，很大程度上得益于他們卓越的肌肉性能。人們對研制能夠模仿肌肉運動如伸縮、旋轉(zhuǎn)、彎曲等的人工肌肉越來越感興趣。
鎵基液態(tài)金屬兼具液體和固體的一些特性，它極易被氧化形成表面氧化膜，未被氧化時，液態(tài)金屬具有目前已知液體中最大的表面張力。氧化后，液態(tài)金屬的表面張力可降至接近零。
科研人員利用電化學(xué)方法快速、可逆地實現(xiàn)這兩種狀態(tài)的切換，同時，通過機構(gòu)設(shè)計，構(gòu)造液橋，將液態(tài)金屬液滴狀態(tài)切換過程中的形態(tài)變化轉(zhuǎn)化為驅(qū)動行程及驅(qū)動力。液態(tài)金液態(tài)金屬液滴在上下銅電極之間形成液橋，電極提供氧化電壓時，液滴從近球狀變成扁平泥狀，液橋?qū)ι匣椎淖饔昧ο蛳拢簶蚋叨冉档停斯ぜ∪狻笆湛s”；電極提供還原電壓時，液滴從扁平泥狀恢復(fù)成近球狀，液橋?qū)ι匣椎淖饔昧ο蛏希簶蚧謴?fù)初始高度，人工肌肉“舒張”。
研究人員通過對驅(qū)動參數(shù)優(yōu)化、驅(qū)動單元的串并聯(lián)提升人工肌肉的性能，并基于LMAM驅(qū)動開發(fā)了一種自主游動的單尾鰭仿生機器魚。機器魚僅由一節(jié)80毫安時鋰電池供電，游動速度能達到10厘米/分鐘，續(xù)航時間達40分鐘。
該研究證實了在低輸入電壓下具備卓越的驅(qū)動性能，為未來開發(fā)基于低功率驅(qū)動器機器人系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
源自： 科學(xué)解碼
展開 液態(tài)金屬可偽裝變色柔性機器人！
近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究報道了液態(tài)金屬表面在犧牲金屬或電場的刺激下可產(chǎn)生變色現(xiàn)象，使得液態(tài)金屬具備了類似章魚等頭足綱動物的柔軟、可變形變色的特點。該研究由理化所研究員饒偉和宋愷合作，成果發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces 。論文第一作者為中國科學(xué)院大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院液態(tài)金屬教研室直博研究生后儀和北京建筑大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生常皓。
文章鏈接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b13815
研究表明，鎵基液態(tài)金屬的變色是由于其表面產(chǎn)生了百納米厚的三氧化二鎵介孔薄膜，其色彩來源有干涉和散射兩種形式（圖1）。當放置在石墨基底上并與電解質(zhì)溶液中的鋁箔混合時，由于三氧化二鎵薄膜的瑞利散射和薄膜-金屬界面出現(xiàn)的微納米空腔，液態(tài)金屬表面上出現(xiàn)銀白色到金色最后到黑暗的顏色變化。
圖1 液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)色及其變色原理
而在電場的調(diào)節(jié)下，薄膜的上下表面光滑，入射光發(fā)生薄膜干涉，使得液態(tài)金屬表面可以出現(xiàn)類彩虹色的分布。此結(jié)果為開發(fā)具有智能偽裝功能的柔性機器人的設(shè)計提供了重要思路（圖2）。相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)青年基金及重點基金、北京市科委重大專項的大力支持。（來源：理化技術(shù)研究所）
圖2 液態(tài)金屬可偽裝變色的柔性機器人展示
展開 ：可原位印刷的導(dǎo)電納米粘土/液態(tài)金屬基柔性電子
液態(tài)金屬的可流動性和高導(dǎo)電性被廣泛應(yīng)用于柔性電子器件制造，然而過大的表面張力導(dǎo)致液態(tài)金屬易團聚成球，難以保持理想的電路狀態(tài)。低成本的絲網(wǎng)印刷及噴墨打印很難用于構(gòu)造液態(tài)金屬基柔性電子。此外，由于液態(tài)金屬的粘附力弱，柔性電子的基底可供選擇的余地很小。
受到活字印刷術(shù)與生活中郵戳的啟發(fā)，浙江大學(xué)賀永教授團隊設(shè)計了新型的納米粘土/液態(tài)金屬墨水，可在皮膚表面原位印刷柔性電子，相關(guān)工作以“Recyclable conductive nanoclay for direct in-situ printing flexible electronics”發(fā)表于“Materials Horizons”，武鵬程碩士生為第一作者，賀永教授與姚鑫驊副教授為共同通訊作者。
研究人員設(shè)計了一種可回收、自修復(fù)的導(dǎo)電納米粘土和匹配的印刷工藝。首先，為了使液態(tài)金屬更好地附著并易于印刷，研究人員使用液態(tài)金屬代替了潮濕粘土中的水，從而獲得了導(dǎo)電納米粘土，該墨水優(yōu)點是制造方式簡單，僅通過攪拌液態(tài)金屬和納米粘土混合物即可制備，可以直接用作印泥用于印制導(dǎo)電圖案。在印刷過程中，納米粘土團塊充當連接基材和液態(tài)金屬的“支點”，這使得導(dǎo)電納米粘土對柔軟的基材（如有機硅彈性體和水凝膠）具有更好的親和力（如圖1C-D所示）。與之前基于液態(tài)金屬研究的其他柔性電子制備工藝相比，例如轉(zhuǎn)移印刷，獲得導(dǎo)電圖案的時間大大縮短，僅幾秒鐘。
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