在美国拍摄的一些科幻电影中,我们常常能看到一些强大到逆天的机器人,比如《超能陆战队》中的微磁机器人,无论怎样破坏,哪怕被分解也还能重新组合到一起。再如《终结者2》中的T-1000,不管遭受什么样的伤害都能在一瞬间自动复原,甚至可以随意“整容”与改变身形。尽管这很炫酷,但细思恐极,有这样的存在还是相当可怕的。
不过,随着技术的发展,这种机器人可能真的会在现实当中出现。据物理学家组织网近日消息,英国萨塞克斯大学和斯旺西大学的科学家找到了一种可通过电场使液态金属变为各种二维形状的方法,如变成心形或字母等等。研究团队表示,这一发现表明了液态金属是“一种潜力巨大的新材料”,可能在智能电子设备、软体机器人以及医疗等方面起到重要作用。
实际上,英国此次对液态金属的研究并非首例,此前人类对液态金属的关注已持续了一段时间,尤其是中国对液态金属的研究更为突出并取得了不错的成果。液态金属本身具备诸多,人类对其开发程度日益加深,相信液态金属在未来的人工智能及智能硬件领域能够取得更为长足的发展。
一、液态金属“神通广大”是由哪些特质决定的?
所谓液态金属,即不定型金属,也称非晶合金或金属玻璃,可将其看作由正离子流体与自由电子气组成的混合物。它拥有独特的原子结构,排列无序。它是金属但却拥有流动的特质,它很轻但却极为强硬,同时具有高弹性。它还能一次成型,免去加工的繁琐程序。
液态金属具有极为优越的性能。其强度为不锈钢的3倍,铝、镁合金的10倍以上,钛合金的1.5倍以上,就算是在轻合金中,液态金属的单位密度强度也是最高的。液态金属的安全使用强度为1500 Mpa,弹性应变能量可达到19Mj/m2,而最好的弹簧钢的弹性应变能量也仅能达到2.2Mj/m2。
在硬度上的优势,使得液态金属在耐磨或抗划痕的领域能够得到广泛的应用。良好的弹性能够满足其他金属不能满足的某些特定领域。比如在压力下弯曲,但要求不能变形的医疗设备,或是能够反复弯曲,还不能出现塑性变形和硬化的压力传感器。
在精度方面,液态金属成型的产品可以和机器加工产品的工艺一争高下,并且没有附加成本与废弃材料。在抗腐蚀性能方面,液态金属合金也展现出了超常的能力,尤其在工业应用中能发挥更大的作用,如食品加工、医疗设备、户外运动设备、航海产品等方面。
对于其他金属而言,如果不做抛光、研磨等二次加工,是无法达到这种精度的,而在许多领域,金属的反光性能是极为重要的,液态金属合金的光洁度就能够达到高光反射的效果,而且还能进行抛光,还不必牺牲其他的性能。
此外,液态金属合金属于无磁性材料,而且与其他磁性物体接触也不会沾染任何磁性。因此可应用于核磁共振设备的组件,电磁开关的外壳,或是高射频功率领域。
综上所述,液态金属不仅具备优质功能,还能以注塑方式成型,使得设计者有了更大的发挥空间。此外,其一次性净成型的特质也在很大程度上节省了加工成本,最大限度地提升了效率。液态金属拥有的众多优势,使其拥有极为广阔的应用空间,在环保、医疗、智能硬件、AI、航空航天等领域都能够发挥极大的作用。
液态金属的种种优势,也吸引了各国科研团队和企业的注意。关于液态金属的研究,人类也取得了颇多成果。这些成果有助于引导液态金属被应用于实际生活中,甚至在未来实现商用。
二、人类对液态金属研究深化,成果可观趋于实用
英国最新的关于液态金属的研究,其原理就是由计算机制造出改变液态金属形状的电场。也就是说,液态金属的形状与位置可通过计算机编程进行控制。
研究团队成员、来自萨塞克斯大学的思睿拉姆·赛布莱恩认为:“液态金属在可变形领域潜力巨大。它们独特的属性包括表面张力可由电压控制、高导电性以及室温下液态与固态相变”。尽管这一技术尚处初级阶段,但它已经展现出了在电子智能设备、柔性屏及软体机器人等方面的应用潜力