在1991年上映的電影《終結(jié)者2：審判日》中，未來(lái)機(jī)器人和人類發(fā)生了這場(chǎng)對(duì)決，超級(jí)電腦“天網(wǎng)”為了阻攔人類領(lǐng)導(dǎo)者康納，公安局了智能機(jī)器人T-1000從未來(lái)穿越重生到20世紀(jì)末襲擊童年時(shí)期的康納，此外，18歲的康納也公安局了智能機(jī)器人T-700——由阿諾·施瓦辛格扮演的智能機(jī)器人主角回到過(guò)去，保護(hù)幼年的自己，這場(chǎng)對(duì)決此后展開(kāi)。
相信只要是看了這部電影的人，都會(huì)對(duì)影片里的反派角色智能機(jī)器人T-1000印象令人難忘。它可以隨意變形成任何形狀，被炮彈打進(jìn)或者化掉后，又可以再次恢復(fù)，十分不思議。目前，T-1000這樣的智能機(jī)器人將不再是傳說(shuō)，它可能成為現(xiàn)實(shí)！中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的復(fù)合型液態(tài)金屬，它可以“吞掉然料”，自主運(yùn)動(dòng)和改變形狀。因此，學(xué)術(shù)研究們將其取名為液態(tài)金屬軟體動(dòng)物。雖然和影片中人型的T-1000還有一些差別，但是它為液態(tài)金屬智能機(jī)器人的未來(lái)刮平了公路。
液態(tài)金屬市場(chǎng)前景寬廣
談起液態(tài)金屬，很多人第一位想到的是水銀，也就是金屬汞，那是恒溫過(guò)熱蒸汽下唯一以液態(tài)存在的單金屬。因?yàn)楣诔貭顟B(tài)就能揮發(fā)，且汞蒸氣和汞化學(xué)物質(zhì)多有有毒，所以人們1度對(duì)液態(tài)金屬有著很深的偏見(jiàn)，這阻攔了人們對(duì)液態(tài)金屬的關(guān)注。
事實(shí)上，除了水銀，還有很多錳鋼在室內(nèi)溫度甚至很低的溫度時(shí)，也是液態(tài)的，例如鎵銦錳鋼（以一定配制做成錳鋼后，在室內(nèi)溫度下表現(xiàn)液態(tài)）。復(fù)合性液態(tài)金屬，尤其是鎵基液態(tài)金屬目前被稱作一種未來(lái)材料，它具有膏狀金屬一樣優(yōu)異的導(dǎo)電性，又可以像水一樣自由流動(dòng)性，而且通過(guò)人為管控（改變金屬組合而成和配制等），可以成為不同性能的優(yōu)化材料，進(jìn)而在工農(nóng)業(yè)和中醫(yī)藥學(xué)等多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)前景。
首先把液態(tài)金屬加入工農(nóng)業(yè)行業(yè)的就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)排熱問(wèn)題。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的乘除法速度太快，更高的乘除法速度代表更多的熱能，因此計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的排熱變成阻攔計(jì)算機(jī)芯片發(fā)展的困難。液態(tài)金屬的導(dǎo)熱系數(shù)非常高，可以實(shí)現(xiàn)更加效率的熱能輸運(yùn)，并且擁有極限排熱能力。特別是液態(tài)金屬的沸點(diǎn)在2000℃左右，能夠承受很高溫度而不會(huì)被氣化。
另外，人們還可以利用液體金屬來(lái)復(fù)印金屬電源電路，實(shí)現(xiàn)電源電路的迅速制造。這兒有一個(gè)小趣文，那時(shí)候在清華大學(xué)劉靜博導(dǎo)領(lǐng)著的探討工作組里，有一次，液態(tài)金屬濺出到了研究員的電腦屏上，結(jié)果一些金屬殘余在電腦屏上，本質(zhì)擦不出來(lái)。探討人員此后發(fā)現(xiàn)了液態(tài)金屬材料在不同的結(jié)構(gòu)層表面上的黏附性存在極大差別。當(dāng)液態(tài)金屬被涂敷在特殊的結(jié)構(gòu)層表面上，黏附性很大時(shí)，它就會(huì)固定在上面，我們便可以隨意復(fù)印出任何圖樣。
最后，液態(tài)金屬還可以應(yīng)用在中醫(yī)藥學(xué)行業(yè)，來(lái)接入破損的神經(jīng)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遍及于人體渾身，神經(jīng)損傷與破裂在中醫(yī)藥學(xué)上極其常見(jiàn)。當(dāng)今，診治周圍神經(jīng)損傷主要的方法是自體神經(jīng)系統(tǒng)移栽，但該方法卻受到供區(qū)神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)源于不夠、供區(qū)神經(jīng)功能缺失，以及供區(qū)神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)格不配對(duì)等限制。因此，探尋合適的神經(jīng)系統(tǒng)移栽替代物一直是神經(jīng)修復(fù)行業(yè)中的重特大挑戰(zhàn)。
因?yàn)樯窠?jīng)系統(tǒng)的功能主要是通過(guò)電信號(hào)的傳輸數(shù)據(jù)和沒(méi)有響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使用液態(tài)金屬作為高傳導(dǎo)性神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)通路，可以使神經(jīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)在神經(jīng)細(xì)胞間持續(xù)不停地傳送，大大的加快神經(jīng)系統(tǒng)的修復(fù)過(guò)程。
剛性智能機(jī)器人
了解完奇妙的液態(tài)金屬，讓我們返回開(kāi)場(chǎng)的話題討論——?jiǎng)傂灾悄軝C(jī)器人。所謂剛性智能機(jī)器人是指可以在不同形態(tài)之間自由可控性變換的可變形機(jī)器人。因?yàn)橐簯B(tài)金屬是一種不定型金屬，可看做由正離子流體力學(xué)和自由電子氣組合而成的混合物，美國(guó)蘇賽克斯高校的探討人員就曾使用加上靜電場(chǎng)控制液態(tài)金屬內(nèi)電荷的排列，進(jìn)而控制液態(tài)金屬的形狀，加上靜電場(chǎng)并不是固定的，可以通過(guò)電腦程序隨時(shí)隨地改變，因此探討人員可以靈活性地控制液態(tài)金屬的形狀和運(yùn)動(dòng)。
不過(guò)，人為控制液態(tài)金屬并沒(méi)什么好驚訝的。真正讓我們感到意外事故的是液態(tài)金屬軟體動(dòng)物，它可以“吞噬”金屬鋁，隨后保持1到2個(gè)小時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。事實(shí)上，金屬鋁和鎵基液態(tài)金屬觸碰時(shí)，金屬鋁中的電子器件流入鎵基合金，造成不同部位的電荷產(chǎn)生差別，進(jìn)而引起液態(tài)金屬的運(yùn)動(dòng)。而且實(shí)驗(yàn)室中的液態(tài)金屬是放置氫氧化鈉溶液中的，被液態(tài)金屬“喝了”的鋁也會(huì)去水溶液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，逐步推進(jìn)液態(tài)金屬運(yùn)動(dòng)。
在清華大學(xué)劉靜博導(dǎo)的試驗(yàn)室中，探討人員們發(fā)現(xiàn)，在事先設(shè)計(jì)好的金屬運(yùn)動(dòng)管道里，液態(tài)金屬軟體動(dòng)物可以根據(jù)管道的大小和方向，自主改變形狀，真正讓中國(guó)科學(xué)家見(jiàn)到剛性金屬智能機(jī)器人的未來(lái)。因?yàn)橐簯B(tài)金屬軟體動(dòng)物不用加上任何靜電場(chǎng)，它完全是自主運(yùn)動(dòng)的。這為科學(xué)研究人員提供了一個(gè)新的構(gòu)思，剛性的金屬智能機(jī)器人總于可以克服靜電場(chǎng)的桎梏枷鎖，變得越來(lái)越自由了。如果環(huán)繞著這個(gè)方向繼續(xù)探討，實(shí)現(xiàn)T-1000這樣的金屬智能機(jī)器人也是有可能的。
當(dāng)然，一切的科研都不可或缺實(shí)際應(yīng)用的促進(jìn)。歸功于液態(tài)金屬可形變的特性，未來(lái)，液態(tài)金屬智能機(jī)器人可以用以秘密任務(wù)，比如尋找和援救地震災(zāi)害災(zāi)民，因?yàn)樗麄兛梢愿淖冃螤睿陂T(mén)下拖動(dòng)，進(jìn)入人類無(wú)法進(jìn)入的空間。而且，生物學(xué)家也在積極主動(dòng)探討環(huán)繞著動(dòng)脈或腔道運(yùn)動(dòng)的剛性智能機(jī)器人，幫助人類清理血管或者腸胃等，“順道”還可以做個(gè)藥品寄送和消融手術(shù)什么的。
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