舉報導,我國科學家近日在液態(tài)金屬研究領域又獲新進展。清華大學教授劉靜研究組聯(lián)合中科院理化技術所,發(fā)現(xiàn)了一種基于多孔液態(tài)金屬(鎵銦合金)的普適性柔性材料——PLUS材料。這種材料在極限情況下可快速膨脹至原體積的7倍以上,膨脹后甚至可攜帶重物漂浮于水面。相關論文近日在線發(fā)表于國際學術期刊《材料視野》上。
劉靜研究組通過在液態(tài)金屬內部加載鐵納米顆粒并引入化學反應機制,可快速制造出柔性多孔金屬材料,其孔徑大小可靈活調控,且體積膨脹后還可再度迅速恢復成液體狀態(tài),經加熱能夠多次重復膨脹。這些特性為制造新型水下可變形機器、柔性機械臂、外骨骼以及發(fā)展柔性智能機器人技術打開了新的思路。
實驗表明,在加熱條件下,PLUS材料可在內部迅速形成孔隙結構,在幾分鐘內即可膨脹至原先體積的數(shù)倍,甚至能將重物攜帶至溶液表面。在此過程中,PLUS材料由液體逐漸變?yōu)楦酄钗铮洑溲趸c溶液處理并烘干后,可得到異常堅硬的多孔金屬材料。如果在此固體材料上再次添加鹽酸并攪拌,可使其重新恢復至液態(tài)。這種液固轉換過程可重復100次以上。 |