新型液態(tài)金屬材料可快速膨脹固化也可再次恢復液態(tài)

清華大學與中國科學院理化技術研究所的研究人員合作，在液態(tài)金屬研究領域取得了新進展，發(fā)現了一種基于多孔液態(tài)金屬（鎵銦合金）的普適性柔性材料——PLUS材料。這種材料在極限情況下可快速膨脹至原體積的7倍以上，膨脹后甚至可攜帶重物漂浮于水面上。

研究人員通過在液態(tài)金屬內部加載鐵納米顆粒并引入化學反應機制，可快速制造出柔性多孔金屬材料，其孔徑大小可靈活調控，且體積膨脹后還可再度迅速恢復成液體狀態(tài)，經加熱還能夠多次重復膨脹。這些特性為制造新型水下可變形機器人、柔性機械臂、外骨骼，以及發(fā)展柔性智能機器人技術開辟了新的思路。

實驗結果表明，在加熱條件下，PLUS材料可在內部迅速形成孔隙結構，在幾分鐘內即可膨脹至原體積的數倍，甚至能夠將重物攜帶至溶液表面。在此過程中，PLUS材料由液體逐漸變?yōu)楦酄钗?，經氫氧化鈉溶液處理并烘干后，可得到異常堅硬的多孔金屬材料。如果在此固體材料上再次添加鹽酸并攪拌，可使其重新恢復至液態(tài)。這種液固轉換過程可重復100次以上。 (KJ.0115)