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【光明日报】刘静:把液态金属从“冷门”做成“热点”

文章来源:中国科学院    时间:2016-09-12


中国科学院理化技术研究所双聘研究员、清华大学医学院教授刘静,最近很忙。他带领的联合科研团队首次揭示了柔性液态金属的节律性自发振荡效应和跳跃现象,取得了液态金属理论的突破性进展;柔性液态金属“车轮”能载着3D打印的塑料小车或小船,在电场中做各种复杂的运动并搭载物质。

柔性液态金属是一种可变形的金属。除此之外,科学家们还对它有更多的“智慧”期望:能够自主运动、能够具有生物体的一些基本功能。液态金属研究一旦取得突破,将在智能机器人制造、国防军工、生物医药、电子学、材料学等领域掀起颠覆性变革。

“震撼!”刘静这样描述他和学生首次观察到液态金属驱动的固体金属丝呈现出节律运动这一基础现象时的感受。“我们一直在向自然学习,简单地说,就是探索让柔性金属具有像生物体那样的功能性。”刘静介绍,这是一种固液组合的柔性金属——含铝的液态金属会“吞下”铜丝,而铜丝会在液态金属“肌体”内进行长时间的往返运动。“不需任何外界动力,它只是将铜丝拽到体内,就能使之呈现节律性振荡,而且还可通过不锈钢丝对铜丝的振荡频率和幅度加以灵活调控。这种形态以往从未被观测到过。”

这一成果发表之后引起了全球关注,物理学家组织网站、英国《镜报》等学术杂志或大众媒体都进行了报道,美国的《科技新时代》杂志甚至认为它可能将是“新一轮军备竞赛的第一步”。

在这一领域,中国一直处于国际竞争的前沿。“非常幸运的是,液态金属领域不少原始性、开创性的发现是由我们做出来的。”刘静介绍,1999年他回国一段时间后就一直从事这方面的研究,逐步把一个本被认为“不可能”的“冷门”,做成了今天的国际学术“热点”——2011年,刘静及其学生关于计算机CPU液态金属散热器的研究论文,被美国机械工程师学会会刊《电子封装学报》授予2010年度唯一最佳论文奖;2014年年初,他们首次发现了“电场控制下液态金属与水的复合体可在各种形态及运动模式之间发生转换”的基本现象。2016年他们的一系列最新发现,让柔性液态金属研究更进一步。刘静说:“如果说我们先前的工作还是在培育柔性金属的‘细胞’,那么现在它已经有了功能性的内外骨骼,这为柔性金属的应用提供了更多可能性。”

“液态金属是综合性前沿交叉领域,我组建的清华-理化所团队是强强联合。实验室有着学科交叉的浓郁氛围,大家经常在一起讨论问题,互相激发灵感。”在一个冷门领域坚持十几年,刘静却从不说困难,“追逐热点是最轻松的,但科学不就是要永远追求前沿,做那些看似‘不可能’的创新和探索吗?”

(原载于《光明日报》 2016年09月12日06版)

 
 
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