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记者

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在电影《终结者2》中,变形机器人“T-1000”具有自我修复能力,受到冲击后,可以像液体一样复原。 现在,我们离这个科幻的想象更近了一步。

最近,清华大学医学院生物医学工程系的dpdch教授团队开发了新材料,首次提出了“轻质液态金属物质”的概念。 据外媒报道,研究人员希望将这种最轻的材料用于轻型外骨骼和《终结者》的变形机器人。

清华xlab(机器人比赛队伍名)-冯金伟博客园

“液体金属”是指不定形金属,根据不定形液体的形态不同,具有优异的电气性能和热力学性能。 由于其高导电性和灵活性,液态金属在可穿戴设备和软性机器人的开发中非常重要。

但是,现实中,这种金属的高密度化是最大的课题。 密度高会给生产的产品增加额外的重量,也降低产品使用的灵活性。 为了解决这个问题,dpdch团队开发了这种轻质液态金属,最大的特点是密度极低,同时可以浮在水上。

上个月,在《先进功能材料》杂志上刊登了关于这个项目的论文。 据论文介绍,这种非常规的超轻材料简称“GB-eGaln”,是由复合材料镓铟合金和中空玻璃珠混合而成的。 为了使材料浮起,研究小组使用中空的玻璃珠,搅拌到镓铟合金中,使材料的密度从每立方厘米6.2g降低到0.5g。

该方法的原理有助于在搅拌玻璃珠的过程中,氧和液态金属结合,使这些珠保持悬浮状态。

清华xlab(机器人比赛队伍名)-冯金伟博客园

研究小组还表示,虽然这种液态金属材料的密度极低,但可以在调节温度的同时维持优异的整体性、导电性和刚性的变化。

另外,这种材料有足够的强度,可以折叠8次。 我们也可以将材料强力地压在某种形状上,构建立体结构。 同时,材料原有的性能不受明显影响。

实际上,软件机器人的驱动方式主要依赖于所使用的智能材料。 传统的软件机器人难以自由变形,但液态金属材料兼具流动性和金属的导电热传导性,适合柔性机器人的制造。

在特殊情况下,如果机器人能够任意改变自己的形状,就能适应不同的物理环境,更好地工作。 例如在救援活动中,软性机器人可以根据需要变形,穿过几扇门的间隙等结构,然后复原。

迄今为止,2018年,dpdch团队创造了基于液态金属的新型柔性多功能材料,并能够迅速膨胀。 研究人员表示,在不久的将来,他们希望用这次开发的材料制造多种先进的软件机器人和水下设备。