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可變形液態金屬機器在各種槽道中自主運動，還可隨沿程槽道的寬窄自行作出變形調整。受訪者供圖

在清華大學醫學院的實驗室內，液態金屬鎵安靜地躺在裝有溶液的器皿中，看上去毫無生氣，但是，將一塊鋁箔放進去之后，液態金屬開始變得不安分起來，它將鋁箔慢慢“吞噬”到自己體內，并且迅速地動了起來，在盛裝它的器皿內跑動。

以這一實驗為主要內容的論文最近發表于國際著名學術期刊《先進材料》。清華大學醫學院生物醫學工程系劉靜教授帶領的科研小組給論文取了一個炫酷的名字：“仿生型自驅動液態金屬軟體動物”。論文一經發表，立即被許多國外著名科技媒體報道。一種金屬吞噬掉另一種金屬，并且將其轉化為自身運動的動力，這種似乎只有生命體才能完成的事情在“金屬圈”聞所未聞。

但是，引起轟動的原因不僅僅是因為這種現象是首次被發現，最為重要的是，其為研制實用化智能馬達、血管機器人、流體泵送系統、柔性執行器乃至更為復雜的液態金屬機器人奠定了理論和技術基礎。

液態金屬變形記

在電場的作用下，常溫狀態下的液態金屬具有可在不同形態和運動模式之間轉換的普適變形能力，為可變形體的設計和制造開辟了全新途徑

早在一年前，劉靜所帶領的團隊已經在液態金屬的研究上跨出了一大步：首次發現電場控制下液態金屬與水的復合體可在各種形態及運動模式之間發生轉換的基本現象。

電影《終結者》中，一灘銀白色的液態金屬忽然迅速聚攏，變成了一個可以自動修復的無敵機器人戰士，讓人遐想連翩。

要實現上述場景，首先要解決的是如何人為控制讓液態金屬改變形態，其次，改變形態之后如何才能動起來。劉靜所帶領的團隊在相隔不到一年的時間里分別為這兩個問題的深入研究與解決奠定了基礎。

設想一下，要改變某種液體如露珠的形狀，實則是一件困難的事，除非把它放進容器內，否則它永遠無法被人為地改變形狀。液態金屬也是一樣。

這與決定液體形狀的表面張力有關系。正是這種“表面張力”的作用，才使得露珠呈現出偏向球形的形狀。

這種機能使得人為直接改變液態金屬形狀變得困難。但總有一種方法能夠實現這種改變，劉靜的團隊找到了。

在一次試驗中，團隊成員張潔偶然間將帶電的電極接觸到了用來做連接斷裂神經的鎵基液態合金上，這本來是試驗中的一次不慎，但卻成了砸到牛頓腦袋上的那個蘋果。他們發現，那些散落的鎵基液態金屬球發生了自旋現象。

“一定是電場的作用。”研究團隊由此斷定，電場作用將會在液態金屬性質的研究上發揮巨大作用。此后，他們通過系統的實驗，揭示出在電場的作用下，常溫狀態下的液態金屬具有可在不同形態和運動模式之間轉換的普適變形能力。

在一個直徑5厘米、高約2厘米的圓形玻璃培養皿里鋪著一層銀色的液態金屬薄膜，之上覆蓋一層溶液，科研人員用正負兩個電極對器皿內平鋪的鎵基液態金屬實施通電后，奇妙的事情發生了，好像受到了刺激一樣，液態金屬迅速從正極向負極靠攏，并凝聚成幾顆大小不一的液態金屬球。在電極的控制下，金屬球之間就會出現融合，形成更大的球體。在人為控制下，器皿中的液態金屬在形體上發生了巨大的改變，而且其變形速度相當之快。

液態金屬動起來

液態金屬球遇見鋁時并沒有與其發生化學反應，而是把鋁當成了食物，為其自身的運動提供能量，在沒有外部電力供應的情況下實現自主運動。