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中国科学家取得突破!让金属有了“记忆”,液态机器人成为可能
发表日期:2024-03-18 08:55| 来源 :本站原创 | 点击数:535次
本文摘要:当他们再一次加热的时间,金属晶格内的菲尔德金属就会再次融化,而外壳则规复到了最初的外形。外壳骨架决议了团体的外形和完整性,所以液态金属能够被限定正在通道中。而该研
中国科学家取得突破!让金属有了“记忆”,液态机器人成为可能

假如您看过施瓦辛格主演的科幻片子《终结者2》的话,应当对此中的反派机器人有很深的印象。正在这部片子里,这个反派的确开了挂,即便融化还能新生。您大概认为这类事只会停留正在科幻片子里,可是近来,如许的金属,真的被造出来了……

  设想一下,假如您面前有一块金属,由于受到冲击而变形。但您只需要给它升点温(甚至都不到100摄氏度),就能让它主动规复外形,是否是有点神奇。

  如果有这类手艺,将来我们大概真的能够像影戏《终结者2》一样制造出液体金属机器人。那样的机器人,即便遭受到某种袭击后变了形,但只要给它加温,就能够主动修复,继承事情。

  您大概觉得我是正在扯淡,然则我告知您,那样的金属真的存正在。

  近来,纽约州立大学宾汉姆顿分校机械工程助理传授、来源于中国的Pu Zhang所率领的科研团队,乐成实现了科幻电影里的情节,并将本身的研讨成果揭橥正在了《Additive Manufacturing》杂志上。2013年,他由湖南大学毕业,并于次年进入匹兹堡大学攻读博士学位,那个时候他就最先了对金属晶格的研讨。

  他的这项研讨,基于一种叫做菲尔德金属的合金。

  菲尔德金属(Field's metal),是以其发明者西蒙·库伦·菲尔德(Simon Quellen Field)的名字定名的。这是一种合金,由32.5%的铋、51%的铟和16.5%的锡构成。这类合金的熔点很低,正在62摄氏度的温度下就会融化。

  研究人员恰是经过将Field合金包裹在由橡胶状弹性体制成的晶格或外壳中的方式,实现了科幻电影里才会泛起的功效,他称之为"世界上第一种液态金属晶格"。

  为了制作那样的外壳,Zhang等人用了3D打印、真空锻造等庞杂的工艺,而且涂上了敷形覆膜以避免内部产物受潮、粘上尘土大概化学物质。

  这类金属晶格另有一个特色,那是加热之后会变形。自然,这没有什么特别的,不外,当它再一次开展加热的时间,居然能够规复本来的外形。虽然把它描述为《终结者2》里的那种液体机器人有点浮夸,可是功能上对照雷同。

  "我们花了半年多的工夫来开辟这类制作工艺,由于这类新型晶格质料的加工难度很大。"Pu Zhang说,"您须要找到最完美的质料和加工参数。假如没有外壳,它就不克不及发挥作用,由于液态金属会流走。外壳骨架决议了团体的外形和完整性,所以液态金属能够被限定正在通道中。"

  换句话说,这项新技术的焦点,就在于外面的这一层庇护壳。当温度抵达62摄氏度的时间,内部的菲尔德金属会融化,而外壳则能够将金属束缚住,防备液态金属流走。不外,外壳是能够变形的,它能够依据需求变更成需求的外形。固然了,即便没有菲尔德金属,外壳还能够变更外形,然则外壳需求借助菲尔德金属的优秀性质。

  可以说,Zhang的团队这一次是应用精巧的手腕实现了强强联合、“双剑合璧”,与两家之长,造就了那样一种全新的金属晶格。

  为了考证这个金属晶格的性质,他们用它做了很多的模子,如足球、英文字母、网状造型、蜘蛛网等等。他们先将金属晶格加热,然后趁热转变外形,将其冷却。当他们再一次加热的时间,金属晶格内的菲尔德金属就会再次融化,而外壳则规复到了最初的外形。

  正在所有这些模子中,外形规复水平最好的,便是他们建造的一个手状模子。当它被再次加热的时间,以极高的精度规复成本相。

  这一项技能现阶段还正在完善的过程中,可是一旦实现运用,其使用远景十分普遍,尤其是正在航空航天、核工业等这一些前沿范畴,都可以让它大显神威。

  "若是航天器正在月球或火星上着陆时受到某种撞击,可能会发作坠毁。"Zhang说,"由于今朝而言,工程师们遍及用铝或钢来制造缓冲布局。可是,当您正在月球上着陆时,金属会吸取能量并变形,因而它就报废了,您只会利用一次。不外,若是您利用的是这类菲尔德金属,它能够像其他金属一样被打击,可是只要加热就可以规复外形,您能够频频地利用它。”

  别的,它也不一定非要面对打击才气发挥作用。许多太空探测器(如詹姆斯·韦伯太空千里镜、太阳帆)因为体型较大,都不得不折叠起来才气放进火箭舱位中,然后正在太空中睁开。这类睁开工作需要很周密的设备调试,但若是这项新的研究成果可以生长成熟,那末将可以大大低落探测器睁开的难度,节约火箭的空间。

  因为熔点比许多金属要低,是以菲尔德金属得到了很普遍的运用,如核冷却剂。正在聚合物外壳的扶助下,它能够很好地影象本身最初的外形,更好地为核范畴办事。

  自然,除上面举的例子以外,任何需求需求接受高压力却又不能不规复真相的行业,它都能够发扬自身的作用。如许的行业其实是良多的,能够设想它将来不只会在高精尖行业大展经纶,还会走到家家户户,大显神威。

  而该研讨团队的初志,便是制造出液态金属机器人,正在将来的天下更好地效劳于人类。说到这里,我们就又回到了开首——《终结者2》中的反派机器人。虽然他的狰狞面貌特别很是可骇,可是若是可以保持为人类效劳,那末这项手艺照样特别很是有匡助的。

  风趣的是,虽然我们几回再三联想到这部影戏,但带领此次研讨的Zhang告知我们:"说实话,我从来没有看过那部影戏!"


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