中科院理化所研究員劉靜帶領(lǐng)的理化所與清華大學(xué)聯(lián)合小組近期取得一系列進(jìn)展，再度發(fā)現(xiàn)系列獨特的液態(tài)金屬基礎(chǔ)效應(yīng)、科學(xué)現(xiàn)象與可變形機(jī)器運(yùn)動形態(tài)，為液態(tài)金屬柔性智能機(jī)器研制和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
研究小組發(fā)現(xiàn)，采用注射方式可瞬間制造出大量四處奔跑的液態(tài)金屬馬達(dá)群，首次定義并證實了這種嶄新的機(jī)器形態(tài)——過渡態(tài)機(jī)器。這如同中國古典小說《西游記》中所描述的孫悟空拔出汗毛變成一大群小猴的情形。
實驗表明，處于氫氧化鈉溶液環(huán)境中的液滴機(jī)器會表現(xiàn)出碰撞、吸引、融合、反彈、排列組合等一系列豐富的物理學(xué)圖景和有趣行為，并可根據(jù)需要在形態(tài)、尺寸和速度各異的機(jī)器架構(gòu)間發(fā)生轉(zhuǎn)換。相關(guān)研究在線發(fā)表于《微尺度》。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一定強(qiáng)度的磁場可以將直徑1毫米以下的液滴馬達(dá)群從隱形邊界彈回，液滴表面電荷越多，則磁阱效應(yīng)越強(qiáng);此外，耦合外加磁場和電場可實現(xiàn)溶液中單顆金屬液滴的離心旋轉(zhuǎn)操控;同時，研究揭示了液態(tài)金屬馬達(dá)的自驅(qū)動宏觀布朗運(yùn)動現(xiàn)象及其固—液界面接觸產(chǎn)氫機(jī)制。相關(guān)成果先后在《應(yīng)用物理學(xué)快報》《英國皇家學(xué)會會刊A》《科學(xué)通報》上發(fā)表。
可自動組裝并隨意變形的液態(tài)金屬柔性機(jī)器會對未來智能材料、柔性血管機(jī)器人設(shè)計以及流體力學(xué)包括軟物質(zhì)研究帶來重要啟示，相應(yīng)發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了人們對于復(fù)雜流體及液態(tài)金屬材料的認(rèn)識，也為金屬液滴(馬達(dá))的生成、操控乃至流體特性的刻畫提供了基本工具。
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