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06-17
中国科学家在液态金属方面再次实现新突破，领先世界。
近日，中科院理化技术研究所双职工研究员和清华大学医学院生物医学工程系教授·刘静团队提出“轻质液态金属”概念”首次开发出密度低于水的液态金属复合材料。
为建造液态金属机器人奠定基础。
据悉，该团队题为《Lightweight Liquid Metal Entity》的论文于2017年2月17日发表在《先进功能材料》（先进功能材料）杂志上。
“液态金属”是一种密度低于水的液态金属复合材料，是一种无定形、可流动的液态金属，可以视为正离子流体和自由电子气的混合物。
液态金属作为可变形智能机器的基本元件，为可变形物体（特别是液态机器）的设计和制造开辟了新的途径。
正如刘静教授所说：柔性机器和可变形机器是材料科学和力学中非常重要的领域，而柔性是液态金属的独特行为。
但与此同时，液态金属的一个缺点是它的密度较高，这意味着机器会增加额外的重量，从而降低了其便利性。
为了解决这个问题，刘静团队提出了“轻质液态金属”——一种由空心玻璃珠（Glass Bubbles）和镓铟共晶（eGaIn）组成的非常规超轻材料GB-eGaln。
下图a是空心玻璃微珠的结构示意图，b是玻璃泡的真实照片（左）和显微镜照片（右）。
另外，雷锋网了解到，共晶是一种物理现象，是指一定成分的合金液在低于任何成分熔点的共晶反应温度下冷却、凝固、结晶成两种或两种以上致密晶体的现象。
金属。
混合物。
顾名思义，镓-铟共晶是镓 (Ga) 和铟 (In) 两种金属的混合物，密度为 6.25 g/cm3（温度为 25 °C）。
【同重量（10克）eGaIn与GB-eGaln的比较】 GB-eGaln的密度低于2.g/cm3，甚至高达0.g/cm3，比水轻（密度1 g/cm3)——这是因为水和液态金属对玻璃表面的亲和力不同。
当接触到水时，GB-eGaln的内部结构会变成玻璃珠-水（GB-水），从而引起密度的变化。
。
下图显示了不同eGaIn体积百分比(φ=0%、6%、12%、18%、24%、30%、36%)的GB-eGaIn的密度变化(K1、Q25、Q46为3个空心)玻璃珠类别）。
2019年5月，刘静团队发表了题为《液态金属在不同形态之间的多样化变换》（Diverse Transformations of Liquid Metals Between Different Conformations）的论文，揭示了室温液态金属（Room-temple Liquid Metal）具有万能的能力。
变形能力，在不同形态和运动模式之间转换。
事实上，在温度调节后，GB-eGaln也能保持优异的顺应性和导电性，并能在完全软态和硬态之间自由切换。
据悉，GB-eGaln可以形成薄片或构造成三维结构，并且可以重复使用8次而不会明显丧失功能（如下图）。
在此基础上，研究团队还将GB-eGaln与磁铁结合，设计了浮力组件，提供开关和负载元件的功能。
研究团队表示，有望在不久的将来利用GB-eGaln来制造软体机器人和智能水下设备。
中国在液态金属方面处于世界领先地位。
事实上，我国在液态金属方面领先世界，而与这一成就最密切相关的名字就是刘静。
【雷锋网注：图片来源百度百科】雷锋网了解到，刘静教授是较早一批直接博士之一。
清华大学的学生。
2001年本科毕业后，他开始专攻生物传热。
作为入选中科院和清华大学“百人计划”的生物传热专家，研究方向包括低温生物医学工程、常温和高温生物医学工程、微纳流体与热技术、先进热管理技术、超声波常规能源技术等等。
2016年9月，刘静教授在日本京都举行的国际传热大会上荣获传热领域“终身成就奖”威廉·伯格奖，该奖每四年颁发一次，每次仅颁发一名获奖者。
贝格尔奖章）。
2016年，刘静教授的颠覆性想法“液态金属可以在室温下流动，为什么不能与芯片冷却有关？”它帮助他打开了“新世界之门”，随后轰动了世界。
刘静团队近年来在液态金属方面取得突破的大致时间线如下：2016年，首次发现液态金属和水的复合物可以在电力的控制下在多种形态和运动模式之间变换。
场地;吞下少量铝后，液态金属可以高速独立移动，并产生奇怪的变形行为；将液态金属制成印刷“墨水”，首次开发出在纸上直接生成电子电路的技术； 2016年，开发出世界上第一台自主机器驱动液态金属机器，为开发实用的智能电机、血管机器人、流体泵系统、柔性执行器甚至液态金属机器人奠定了基础； 2016年，报道了液态金属固液组合机异常独特的自振荡效应，验证了其在药物输送方面的潜在价值；开发了一种由柔性可变形“轮子”驱动的微型车辆； 2016年，开发出液态金属电子纹身，为个性化医疗和可穿戴设备提供新的解决方案；首次系统提出了旨在发展未来尖端柔性机器人的“液一体化”（I-LIFE）总体原理，为新一代尖端柔性机器人的发展奠定了坚实的基础。
接近动物和人体的功能；报道了一种新型功能复合肿瘤栓塞剂液态金属/海藻酸钙（LM/CA）水凝胶，可制成具有特定功能的肿瘤制剂。
对于已经取得的成就，刘静教授表示：如果做出来的东西能够有幸被世界所利用，哪怕只是一点点，我想那将是最大的满足和成就。
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