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【签到】2015.03.25

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清华大学研究出世界首个自主可变形液体金属机器


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来自Android客户端1楼2015-03-25 18:41
    可变形液态金属机器在内含电解液的容器或各种槽道中的自主运动情形。

    研究揭示,置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量,实现高速、高效的长时运转,一小片铝即可驱动直径约5 毫米的液态金属球实现长达1个多小时的持续运动,速度达5cm/s。这种柔性机器既可在自由空间运动,又能于各种结构槽道中蜿蜒前行;令人惊讶的是,它还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整。应该说,液态金属机器一系列非同寻常的习性已相当接近一些自然界简单的软体生物,比如:能“吃”食物(燃料),自主运动,可变形,具备一定代谢功能(化学反应),因此作者们将其命名为“液态金属软体动物”。这一人工机器的发明同时也引申出“如何定义生命”的问题。自主型液态金属机器所展示的人工软体动物、实物马达及其驱动流体情形。

    试验和理论分析表明,此种自主型液态金属机器的动力机制来自两方面:一方面发生在液态合金、金属燃料及电解液间的伽伐尼电池效应会形成内生电场,从而诱发液态金属表面的高表面张力发生不对称响应,继而对易于变形的液态金属机器造成强大推力;另一方面,上述电化学反应过程中产生的氢气也进一步提升了推力。正是这种双重作用产生了超常的液态金属马达行为,这种能量转换机制对于发展特殊形态的能源动力系统也具重要启示意义。目前,实验室根据上述原理已能制成不同大小的液态金属机器,尺度从数十微米到数厘米,且可在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中运动。



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    来自Android客户端3楼2015-03-25 18:43