金屬，“液態(tài)”的！

史艷龍

還記得《終結(jié)者2》里那個(gè)大反派嗎？他是個(gè)液態(tài)金屬機(jī)器人，身體呈液態(tài)狀，中槍后，被子彈打穿的洞很快會(huì)被補(bǔ)平，可以隨意變形。雖說(shuō)這是科幻電影的情節(jié)，但在現(xiàn)實(shí)世界中，的確存在液態(tài)金屬。

我們知道，自然界中有些金屬，例如汞、鎵等，在常溫下呈液體狀態(tài)，本身就是液態(tài)的。但我們這里要說(shuō)的液態(tài)金屬，指的是將玻璃的制備工藝引入到金屬或合金當(dāng)中，使之以較高的冷卻速率固化而成的金屬，又稱金屬玻璃，也稱非晶材料。

這種新型材料擁有獨(dú)特的非結(jié)晶分子結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)金屬的結(jié)晶結(jié)構(gòu)截然不同。除了低熔點(diǎn)的特色外，最大的優(yōu)勢(shì)在于熔融后的塑形能力，由于其凝固過(guò)程的物理特性與普通金屬完全不同，使它的鑄造過(guò)程更加類似于塑料而不是金屬，可以采用類似吹塑成型的方式，極大地提高了精度，而表面觸摸起來(lái)就像液體一樣順滑。

目前已經(jīng)應(yīng)用液體金屬技術(shù)的產(chǎn)品包括冬奧會(huì)冠軍使用的HEAD滑雪板、OMEGA手表等。如果你是iPhone4S的用戶，那么你肯定見(jiàn)過(guò)這種液體金屬， 因?yàn)閕Phone4S的SIM卡槽捅針就是用這種材質(zhì)制作的。如果有興趣的話，你可以試試將它放在地上打磨，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它的表面不會(huì)出現(xiàn)任何劃痕。磁鐵無(wú)法將它吸住，要想將它弄變形更是難上加難。如果用這種材質(zhì)制造手機(jī)外殼，將會(huì)使手機(jī)更加輕薄，雖然其堅(jiān)硬程度和不銹鋼一樣，可摸起來(lái)卻不像金屬那樣冰冷，還具有很強(qiáng)的耐用性和抗腐蝕性，簡(jiǎn)直就是金屬和塑料材質(zhì)的完美結(jié)合。

前不久，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制出世界首臺(tái)全自動(dòng)液態(tài)金屬個(gè)人電子電路打印機(jī)——“夢(mèng)之墨”。只要在電腦上設(shè)計(jì)好電路圖，點(diǎn)擊打印功能鍵，就可以把電路圖打印在透明膠片上。

這款打印機(jī)十幾分鐘就可以在用戶終端完成全部的電路制造過(guò)程，省去了煩瑣的流程，在技術(shù)理念上改變了傳統(tǒng)模式，打破了個(gè)人電子制造的技術(shù)瓶頸，讓低成本地快速制造電子電路成為現(xiàn)實(shí)，相當(dāng)于將電子工廠搬進(jìn)了家中。這種個(gè)性化電子制造模式將對(duì)傳統(tǒng)電子工程學(xué)帶來(lái)觀念性變革，相關(guān)技術(shù)極具普適性和基礎(chǔ)性，未來(lái)將普及到家庭、辦公室、學(xué)校、工廠乃至工業(yè)設(shè)計(jì)、藝術(shù)文化等應(yīng)用領(lǐng)域。

“夢(mèng)之墨”的神奇功能離不開(kāi)它的“墨水”——液態(tài)金屬。對(duì)于電子電路制造，導(dǎo)電性最為重要。通過(guò)研究對(duì)比，液態(tài)金屬墨水的導(dǎo)電率約超出常規(guī)納米電子油墨兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且具有成本低、打印出來(lái)的電路不易斷開(kāi)的特點(diǎn)，能滿足大多數(shù)印刷電路板的要求。

至此，我們可以大膽推斷，液態(tài)金屬因其自身的特性，未來(lái)必將深入人們的生活，在電子、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。