世界瞩目的液态金属计算机来了!


来源:中国产业经济信息网   时间:2017-11-09





  据中时电子报报道,美国科学家正在思考制造液态金属电子元件的可能性,希望它可以成为软性计算机或可自我修复的计算机。据《物理科学网》(phys.org)介绍,美国宾州卡内基-梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)机械工程师卡梅尔-马杰迪(CarmelMajidi)和詹姆斯-魏斯曼(JamesWissman)就是电子液态金属的研究者。
 
  他们以铟(In)镓(Ga)合金为材料,制作出无毒液态电子金属,铟的熔点为156℃,而镓的熔点更低,仅30℃,所以可以达成常温液态的效果。研究团队打算将电子液态金属与橡胶配合,做出与自然皮肤一样柔软有弹性的电路,这可能是未来仿生义肢的重要材料。
 
  该研究团队的迈可迪奇(MichaelDickey)还发现,液态金属的毛细现象与表面张力会改变它的导电特性,使它呈现出类似半导体的效果,至少具有场效晶体管(一种常用于电路控制开关的晶体管)的效果。若是如此,则其用途更为广泛。
 
  马杰迪说:“我们还在测试液态金属的半导体特性,或许可以依照不同的电子特性以改变形状,并根据形状改变其功能。它也不太会损坏,因为只要调整温度与电压,它的特性就会重新恢复。”
 
  那么,液态金属计算机到底是什么呢?
 
  中国科学家造出了世界首台液态金属机器。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。
 
  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。
 
  此项研究于世界上首次发现了一种异常独特的现象和机制,即液态金属可在吞食少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动,从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。
 
  在迄今所发展的各种柔性机器中,自主型液态金属机器所表现出的变形能力、运转速度与寿命水平等均较为罕见,这为其平添了诸多重要用途。作为具体应用器件之一,论文还特别展示了首个无需外界电力的液态金属泵,通过将其限定于阀座内,可达到自行旋转并泵送流体的目的,据此可快速制造出大量微泵,满足诸如药液、阵列式微流体的输运等,成本极低;若将此类柔型泵用作降温,还可实现高度集成化的微芯片冷却器;进一步的应用可发展成血管或腔道机器人甚至是可自我组装的液态金属智能机器等。
 
  当前,全球围绕先进机器人的研发活动正处于如火如荼的阶段,若能充分发挥液态金属所展示出的各种巨大潜力,并结合相关技术,将引发诸多超越传统的机器变革。刘静小组关于液态金属自驱动效应和相应机器形态的发现,为今后发展高级的柔性智能机器人技术开辟了全新途径,具有十分重要的科学意义和实际应用价值。
 
  转自:仪器交易网



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