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液态金属或致多领域颠覆性变革 中国处于领跑者地位

2017-11-27 10:30:13    中国青年网  参与评论()人

“理论上说,由于这些结构是固体的,形状无法变形、分割,一旦制备出来,一般只能按其特定结构实现对应功能,应用可能受到限制。”刘静说。

如果器件全部是液态将会怎样?刘静团队为此提出了一种全液态量子器件和制备方法,发现由于液体的柔性和可变形性,表面易于达到原子级别的完美光滑度。同时全液态量子器件的中间液层的厚度可以通过力场、电场、磁场等多种物理场来调控,液膜间隙可达到极小尺度甚至完全消失,满足实现量子计算机运行对尺度的要求。如此,整个系统要实现高度的灵活性、智能性和可控性就成为可能。刘静认为,基于液态金属的计算机架构,可能预示着下一代计算机的雏形。

在液态金属研究上,我国处于领跑者地位

液态金属被称为人类利用金属的第二次革命。当前基于液态金属的重大变革性应用不少仍是畅想,但它拓宽了人类认知世界的边界。

液态金属与计算和智能的神奇联系并非灵光闪现,而是基于科学家多年的持续研究。随着对液态金属机理认识走向深入,科研人员探索出了诸多应用方向。

2013年,刘静团队把液态金属做成打印“墨水”,首次在纸上直接生成电子电路。一年后,研发出世界首台室温液态金属打印机,为个性化定制化电路生产提供了解决方案。

2014年6月,针对断裂神经修复难题,刘静团队利用液态金属成功“搭桥”,建立信号通路,为人体神经功能修复重建提供了可能,打开了它在生物医学领域的前景。

看过电影《终结者》的观众,一定对影片中可以任意改变外形、迅速恢复的机器人印象深刻。2015年3月,刘静带领研究小组,首次研发出自主运动的可变形液态金属机器。

2016年,液态金属机器人向前进化,能做出更复杂的运动。刘静团队发现,液态金属不仅能“吃”,还能跑、会跳,甚至载物前行。“当前全球先进机器人研发竞争激烈,液态金属打开了机器人的想象空间,有望成为机器人变革的重要引擎。”

当然,液态金属离成为真正的“终结者”还很遥远。“以自然界生物进化的观点看,现在相当于培育出了细胞,要使之成为完整的仿生物体柔性机器人,还需要生长出肌肉、神经、骨骼等组织。”刘静表示。

在液态金属研究上,我国处于领跑者地位,是中国向世界输出原创科研成果的代表。近些年,液态金属研究从冷门逐渐成为国际上备受瞩目的重大科技热点。

“我国对液态金属研究积累较深,国际上不少机构是在我们所开辟的方向上做研究,但一项重大的突破就可能改变既有的格局。一些发达国家实验室凭借在学术话语上的强势地位,也可能影响科学界的判断,我们需要不断用有分量的成果说话。”刘静说。

“一类材料,一个时代。”刘静认为,液态金属作为一类特殊功能材料,已展示出引领和开拓重大科技前沿的特质,有望在电子信息、先进制造、柔性机器人、生物医疗健康等领域带来颠覆性变革,并催生出一系列战略性新兴产业。“我希望国内外更多的优秀团队参与进来,共同应对液态金属研究面临的重大挑战。”

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