提到液态金属,大家第一印象会在脑海中显现出电影《终结者》中那个无所不能的液态金属机器人,在最新的《终结者5》中,施瓦辛格扮演的T800机器人已经部分进化成了液态金属机器人T1000。液态金属机器人不仅具有液体的流动性,同时具备金属的高强度。神奇玄幻之处在于,它既可以自由变形,任意穿过阻拦物,同时在受到枪林弹雨的攻击后,无需防弹铠甲也能够自我修复,更神奇的是可以死而复生。
不同于常规的固态金属,镓基合金在室温下也能保持液态,具有流动性好、弹性好等特点,可以自由塑造成不同的形态。真实的液态金属千变万化、机敏灵动、神秘莫测,几乎表现出生命体所具有的特质。如今,中国科学家继发现液态金属自驱动、自激振荡、跳跃等类生命体现象之后,取得了又一突破性进展。
中国科学院理化技术研究所与清华大学联合小组,首次报道了室温液态金属如镓基合金液滴可在溶液或者电场激励下吞噬微/纳尺度金属颗粒的现象,文章在线发表于《尖端科学》并被选作封面故事。
液态金属吞噬动图插入及介绍动图1&动图2:溶解性酸性溶液激发的液态金属胞吞效应。(动图1和动图2使用的颗粒分别是微米和纳米铜颗粒)表面附有颗粒的液态金属颗粒首先被置入水中,此时无明显变化。当HCl溶液加入后,液态金属液滴像被激活的细胞一样将其表面的颗粒吞入内部。在此过程中可以看到液态金属液滴转变为高度对称的球形,其表面颗粒的颜色也转变为明亮的红铜色。
液态金属胞吞效应的科学意义与应用前景:液态金属系列吞噬效应的发现,展示出了十分丰富的科学内涵,其同时对于规模化制备超级液态物质如极高导热率界面材料、高导电性电子墨水以及强磁性液态金属等尤具价值。一方面,该发现使得不同金属颗粒得以高效分散加载到液态金属相中去,由此可以按照设计需求来人为增强或改善液态金属的某些物理化学特性;另一方面,该效应也使得液态金属可通过结合特定微/纳米颗粒来获得全新属性。
此项工作兼具重要的基础科学意义和显著的实际应用价值。我们知道,作为独特的新一代功能物质和材料,液态金属由于在常温下呈液态,拥有优良的导电、导热和流动特性,显著扩展了常规金属和非金属材料的内在属性和用途,正为若干高新科技领域的发展带来颠覆性变革。无疑,这些应用都有赖于高性能液态金属材料的制造。