液體金屬 未來發(fā)展的新材料?
“在原創(chuàng)科技方面中國今后能向世界輸出什么?我認(rèn)為液態(tài)金屬可算一個(gè)。”去年12月下旬,在某論壇上,中科院理化技術(shù)所雙聘研究員、清華大學(xué)教授劉靜如是說。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201601/285332.htm劉靜所說的液態(tài)金屬是指在常溫常壓下像水一樣呈液態(tài)的金屬。對(duì)常人來說,除了水銀,幾乎很少能見到液態(tài)金屬。
去年3月,國內(nèi)外媒體刊登了一則消息:劉靜團(tuán)隊(duì)在世界上首次發(fā)現(xiàn),鎵基液態(tài)合金吞食少量“食物”(鋁)后,可以在各種形態(tài)之間轉(zhuǎn)換,并實(shí)現(xiàn)了自行驅(qū)動(dòng)的快速前進(jìn)。這個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展令人如癡如“幻”。液態(tài)金屬走進(jìn)了公眾視線。
在論壇上,劉靜以“液態(tài)金屬:一個(gè)全新工業(yè)的崛起”為題,闡釋了中國液態(tài)金屬發(fā)展在全球的地位及前景。
劉靜介紹,他和團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一系列在世界上廣有影響的原創(chuàng)技術(shù),如世界首支液態(tài)金屬電子手寫筆,可直接繪制電路;借助世界首臺(tái)液態(tài)金屬電子電路打印機(jī),只需在電腦上畫好電路圖,就可將其直接打印出來;首臺(tái)室溫3D金屬打印機(jī),則可實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能器件。而人們平時(shí)用的電路板,需要經(jīng)過繁瑣昂貴的腐蝕工藝也即減材制造途徑獲得線路,既耗時(shí)耗材,又造成污染。
美國NASA在2014年將液態(tài)金屬冷卻列為十大前沿方向之一。而在此前的十多年間,劉靜團(tuán)隊(duì)早已系統(tǒng)研究了液態(tài)金屬諸多優(yōu)異的傳熱性能和流動(dòng)特性,首創(chuàng)的系列液態(tài)金屬散熱器已用于多個(gè)領(lǐng)域。最令人振奮的是,除散熱器之外,其他一些技術(shù)如電子手寫筆、電子電路打印機(jī)、3D打印設(shè)備等也已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。
論壇上,劉靜還向與會(huì)者講解了更多液態(tài)金屬的神奇:在軟塑料上“打印”電路可制造能彎曲、伸展的柔性電路板,用手寫筆快速制作LED電子顯示屏,在皮膚、樹葉上書寫電路,為大功率、高集成度LED芯片散熱等。
把液態(tài)金屬打印在樹葉、皮膚上有什么意義?劉靜說,這代表了液態(tài)金屬打印的普適性,可用于在各種表面制造電子電路;而皮膚打印,如在特殊情況下將醫(yī)用電路和傳感器印制到病人的頭部,則可通過手機(jī)隨時(shí)了解顱內(nèi)的有關(guān)生理變化。
3D打印當(dāng)下很時(shí)髦,但多集中于塑料、聚合物等材料上。劉靜團(tuán)隊(duì)為此研制出液態(tài)金屬室溫3D打印設(shè)備,提出并實(shí)現(xiàn)了液相快速打印金屬,以及非金屬材料與金屬材料的混合3D打印等,這在世界上屬于開創(chuàng)性工作。劉靜認(rèn)為,“這將催生功能器件終極混合制造技術(shù)?!?/p>
在論壇上,劉靜還介紹了團(tuán)隊(duì)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的突破性工作,如液態(tài)金屬高分辨CT成像、阻塞血管腫瘤治療技術(shù)以及注射電子、液固轉(zhuǎn)換型金屬骨骼等。特別是,針對(duì)斷裂神經(jīng)修復(fù)這一世界性難題,劉靜團(tuán)隊(duì)采用液態(tài)金屬“搭橋”,成功實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)連接,這一開創(chuàng)性工作已被國際多家媒介報(bào)道。
“人類文明的發(fā)展史啟示我們:一類材料,一個(gè)時(shí)代?!眲㈧o說,中國在液態(tài)金屬領(lǐng)域有幸走在世界的前列,我們希望能把握這一重大歷史機(jī)遇,在中國建成世界級(jí)的液態(tài)金屬谷。
評(píng)論