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“未可預見”的魅力

“科學研究過程中總是蘊藏著一些未可預見的發(fā)現(xiàn)，讓人始終感覺到科學探索的巨大魅力?！眲㈧o說。事實上，此次的發(fā)現(xiàn)并非“刻意為之”，而是源于另一項試驗中不期而至的偶然所得。

由于液態(tài)金屬鎵合金具有無毒性、強導電性能以及穩(wěn)定性好等特點，不容易與體液以及周圍器官組織發(fā)生反應，劉靜希望嘗試用它連接并修復受損的神經(jīng)。

然而，當小組成員張潔等人在測試由液態(tài)金屬連通的牛蛙坐骨神經(jīng)的電傳導特性時，不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)周圍散落的液態(tài)金屬微小液滴上出現(xiàn)了令人匪夷所思的自旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這讓劉靜產(chǎn)生了一個想法：是否可能通過電場控制實現(xiàn)液態(tài)金屬在各種形態(tài)和運動模式之間的轉(zhuǎn)換與變形？

實驗結果無疑是令人驚喜的。研究組揭開了一個又一個以往從未被認識到的液態(tài)金屬物理圖景，同時開啟了嶄新的應用前景，使人們向夢寐以求的柔性機器人設計和制造邁出了關鍵性的一步，甚至有望在技術層面讓液體金屬“終結者”成真。

“如果把電子編程看作是神經(jīng)調(diào)控，液態(tài)金屬看作‘細胞’功能執(zhí)行單元，通過電子芯片進行編程并結合一定的材料技術，就可以讓液態(tài)金屬實現(xiàn)可控的變形和組裝集成，并實現(xiàn)傳統(tǒng)型剛性和硬質(zhì)機器人無法做到的無縫連接?！眲㈧o說。

提供豐富研究空間

液態(tài)金屬擁有許多常規(guī)材料不易具備的屬性，蘊藏著諸多以往從未被認識的新奇物理特性，為若干科學與技術探索提供了豐富的研究空間。

今年3月初，一組來自澳大利亞的科學家們也在《美國科學院院刊》(PNAS)上報道了利用電控下浸沒于NaOH溶液中的液態(tài)金屬微球的旋轉(zhuǎn)效應來驅(qū)動流體的工作，同樣引起較大反響，這些工作均展示出液態(tài)金屬技術的獨特魅力。

未來相關研究有望在民用、醫(yī)療、科學探索等多個領域一展身手。比如，在救災中，柔性機器人可以穿過狹小的空隙再恢復原形并繼續(xù)執(zhí)行任務；在醫(yī)療中，可研制沿血管包括人體自然腔道運動的柔性機器人。甚至，在外太空探索中的微重力或無重力環(huán)境下，也可發(fā)展對應的機器來執(zhí)行相應任務。

在劉靜看來，好的創(chuàng)新不能總在前人開辟的領域進行修修補補，最好能真正開辟一個科學領域。

“這是一個異常重要的領域，一定會逐漸被世界所認知?！眲㈧o說，今后，研究小組還將繼續(xù)圍繞可變形機器這一重大基礎前沿和戰(zhàn)略需求，融合液態(tài)金屬材料、生物學、機器人、流體力學、電子、傳感器以及計算機等學科的知識，系統(tǒng)發(fā)展可變形室溫液態(tài)金屬機器的理論與技術體系，全面揭示室溫液態(tài)金屬超常的構象轉(zhuǎn)換、變形與運動機理及調(diào)控方法，以期為未來研發(fā)尖端柔性機器并開辟全新應用創(chuàng)造條件，最終促成可變形機器從理論到應用技術上的全面突破。