完成神经修复 能“吃”会动的液态金属

可变形液态金属机器在各种槽道中自主运动，还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整。受访者供图

在清华大学医学院的实验室内，液态金属镓安静地躺在装有溶液的器皿中，看上去毫无生气，但是，将一块铝箔放进去之后，液态金属开始变得不安分起来，它将铝箔慢慢“吞噬”到自己体内，并且迅速地动了起来，在盛装它的器皿内跑动。

以这一实验为主要内容的论文最近发表于国际著名学术期刊《先进材料》。清华大学医学院生物医学工程系刘静教授带领的科研小组给论文取了一个炫酷的名字：“仿生型自驱动液态金属软体动物”。论文一经发表，立即被许多国外著名科技媒体报道。一种金属吞噬掉另一种金属，并且将其转化为自身运动的动力，这种似乎只有生命体才能完成的事情在“金属圈”闻所未闻。

但是，引起轰动的原因不仅仅是因为这种现象是首次被发现，最为重要的是，其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。

液态金属变形记

在电场的作用下，常温状态下的液态金属具有可在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力，为可变形体的设计和制造开辟了全新途径

早在一年前，刘静所带领的团队已经在液态金属的研究上跨出了一大步：首次发现电场控制下液态金属与水的复合体可在各种形态及运动模式之间发生转换的基本现象。

电影《终结者》中，一滩银白色的液态金属忽然迅速聚拢，变成了一个可以自动修复的无敌机器人战士，让人遐想连翩。

要实现上述场景，首先要解决的是如何人为控制让液态金属改变形态，其次，改变形态之后如何才能动起来。刘静所带领的团队在相隔不到一年的时间里分别为这两个问题的深入研究与解决奠定了基础。

设想一下，要改变某种液体如露珠的形状，实则是一件困难的事，除非把它放进容器内，否则它永远无法被人为地改变形状。液态金属也是一样。

这与决定液体形状的表面张力有关系。正是这种“表面张力”的作用，才使得露珠呈现出偏向球形的形状。

这种机能使得人为直接改变液态金属形状变得困难。但总有一种方法能够实现这种改变，刘静的团队找到了。

在一次试验中，团队成员张洁偶然间将带电的电极接触到了用来做连接断裂神经的镓基液态合金上，这本来是试验中的一次不慎，但却成了砸到牛顿脑袋上的那个苹果。他们发现，那些散落的镓基液态金属球发生了自旋现象。

“一定是电场的作用。”研究团队由此断定，电场作用将会在液态金属性质的研究上发挥巨大作用。此后，他们通过系统的实验，揭示出在电场的作用下，常温状态下的液态金属具有可在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。

在一个直径5厘米、高约2厘米的圆形玻璃培养皿里铺着一层银色的液态金属薄膜，之上覆盖一层溶液，科研人员用正负两个电极对器皿内平铺的镓基液态金属实施通电后，奇妙的事情发生了，好像受到了刺激一样，液态金属迅速从正极向负极靠拢，并凝聚成几颗大小不一的液态金属球。在电极的控制下，金属球之间就会出现融合，形成更大的球体。在人为控制下，器皿中的液态金属在形体上发生了巨大的改变，而且其变形速度相当之快。

液态金属动起来

液态金属球遇见铝时并没有与其发生化学反应，而是把铝当成了食物，为其自身的运动提供能量，在没有外部电力供应的情况下实现自主运动。

关键词：液态金属，液态合金，原电池反应，柔性机器人，自旋转，氢气泡，金属球