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液态金属不仅会变形还会变色

原作者: 李大庆 |原发: 科技日报

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现在,科学家不但研制出了柔性机器人,而且还能使它变色,不是简单地为它披上一件彩色衣服,而是让它本身的结构呈现出色彩变化。相关论文刊登在最新一期的《美国化学会—应用材料与界面》杂志上。


常见的人形机器人的关节大多是僵硬的,翻筋斗落地时都会重重地砸向地面。传统的刚性材料很难让机器人灵活地柔性地呈现给大家。中国科学家发现,镓基液态合金具有优异的导热性和导电性、低粘度、良好的流动性和生物相容性,显示出了一定条件下可以变形和运动的能力。2015年,中国科学家在世界上首次根据液态金属在电场下自主运动可变形的特性从理论和技术层面论证了液态金属柔性机器人的可能性。


现在,中科院理化技术所的研究人员又有了新发现。镓基合金一直是以银白色的金属光泽示人,但这种液态金属表面在牺牲金属或电场的刺激下可产生变色现象,使得液态金属具备了类似章鱼等头足纲动物的柔软、可变形变色的特点。


研究表明,镓基液态金属的变色是由于其表面产生了百纳米厚的三氧化二镓介孔薄膜,其色彩来源于两种截然不同的光学过程。当被放置在石墨基底上并与电解质溶液中的铝箔混合时,由于三氧化二镓薄膜的散射和薄膜—金属界面出现的微纳米空腔,液态金属表面上出现银白色到金色最后到黑暗的颜色变化。


据该文作者之一的饶伟研究员介绍,在电场的调节下,薄膜的上下表面光滑,入射光发生薄膜干涉,使得液态金属表面可以出现类彩虹色的分布。


此研究结果为开发具有智能伪装功能的柔性机器人,提供了新的设计思路。


(编辑:于思洋


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