自然-材:科学家新发现可制造液体金属机器人 表原水膜移复

长江

作者：孙立涛

来源：《自然—材料学》

发布时间：2014/10/21 14:21:50

科学家新发现可制造液体金属机器人



以该项研究成果为背景的《自然—材料学》杂志封面图片

在科幻片《终结者》系列中，常常出现这样的场面，施瓦辛格掏出霰弹枪朝液体机器人射击，巨响过后，身体和脑袋被打穿了数个大窟窿的液体机器人又慢慢恢复了原形。15日从东南大学获悉，东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授的研究团队首次观察到10纳米以下固态金属银颗粒在室温下的类液态行为，这个研究也可以应用于制造液体金属机器人。

此次研究发现，在极小的纳米尺度下(小于10纳米)，普通的固态金属无论如何受力形变，都可以恢复原形。“宏观的金属材料的变形机制通常遵从经典的位错滑移和孪晶变形理论。然而，到了极小的纳米尺度，金属表面原子所占的比重越来越大，其变形机制越来越受表层原子的运动影响”，东南大学孙立涛课题组的科研人员形象的解释道，“表层原子是很活跃的，纳米金属就仿佛穿了一层水膜一样的外衣，一旦受到任何外力，‘水膜’一样的外层原子就会先运动起来。这时候，纳米金属就兼具了固体和液体的特性。纳米金属在挤压后，表层原子迅速移动，形成了新的表面层。

科研人员称，这种变形机制会带来一个特别的后果，那就是当撤除挤压时，这层活跃的“水膜”分子又会呼啦啦往上跑，以降低表面能，直到把金属颗粒恢复原形。这样，不论怎么挤压，金属颗粒最终都会恢复原形。

这种可以恢复原形的塑性行为，被称做赝弹性。关于赝弹性的应用，科研人员表示，可以制造出无论怎们变形都可以复原的金属关节，具有记忆功能的存储器件，打不穿的金属防弹衣，甚至还包括我们前面提到的《终结者》液体金属机器人。

据了解，该研究是东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授团队，与浙江大学电子显微镜中心张泽院士，麻省理工学院李巨教授和匹兹堡大学毛星源教授的团队通力合作，论文以“Liquid-likepseudoelasticityofsub-10-nmcrystallinesilverparticles”为题在最新一期《Nature Materials》上在线发表，并被选为封面论文。（来源：中国新闻网 盛捷）