世界首台自驱动液态金属机器问世　形如软体动物

　　如同软体动物般的自驱动液态金属机器示意图。

　　看过好莱坞影片《终结者》的观众，一定会对影片中始终不能被击败的液态金属机器人印象深刻。它在受到外界打击后，不仅可以任意改变外表，还能像液体一样重新聚集，恢复原貌。

　　这一科学幻想色彩浓厚的机器人也许未来将成为现实。近日，清华大学医学院与中国科学院理化技术研究所联合研究小组，研发出了世界首个自主运动的可变形液态金属机器，为研发可变形机器人迈出了重要一步，为人类制造出可变形机器人“终结者”指明了方向。

　　 神奇特性

　　 能“吃”、会动、自主变形，这个机器身段很柔软

　　该联合小组近日在期刊《先进材料》上发表论文，宣布在世界上首次发现液态金属有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。

　　该小组负责人，清华大学教授、中国科学院理化技术研究所双聘研究员刘静说，实验发现，置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝，作为提供能量的燃料，实现高速、高效、长时间的运转：仅需一小片铝即可驱动直径约5毫米的液态金属球完成长达1个多小时的持续运动，速度高达5厘米/秒。

　　“有趣的是，我们观察到，这种变形机器不仅能在自由空间运动，还能在各种结构槽道中前行。更令人惊讶的是，它还会根据槽道的宽窄自行调整，拐弯时则有所停顿，好似人在遇到障碍物‘思索’后行进，像极科幻电影《终结者》中的液态机器人。”刘静说。

　　刘静和他的研究团队亲切地称该液态金属机器为“软体动物”，因为它呈现的一系列非同寻常的特性，已经相当接近自然界简单的软体生物。

　　该研究小组已经在实验室中制成了不同大小的液态金属机器，尺寸从数十微米到数厘米不等，并在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中验证了其自主运动的性能。

　　研究人员还揭示了这种自主型液态金属机器的动力的主要来源：一是液态合金、金属燃料等形成的内生电场，诱发了液态金属表面的高表面张力发生不对称响应，从而对变形的液态金属机器带来了强大推力；二是，上述电化学反应过程中产生的氢气进一步为液态金属运动提供了推力。

　　刘静研究小组一直致力于液态金属相关研究。2014年，该小组在世界上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，在此基础上，经过试验，在一次偶然研究中，发现了液态金属这一具有自主可变的特性。刘静表示，作为新兴的功能材料，液态金属拥有许多常规材料不具备的新奇物理特性，对它的深入研究能为材料科学提供丰富的研究空间。