中国诞生终结者液态金属机器领先世界
液态金属,作为一种超越传统材料认知的前沿科技产物,正逐渐走进我们的视野。最近,中国科学院理化技术研究所和清华大学医学院联合研究的重要成果为我们揭示了一个惊人的未来可能性:液态金属机器——像科幻电影《终结者》中的终结者一样,具备自主运动的能力。这种能力源于液态金属在特定条件下的特殊表现,它能在吞食少量物质后,以可变形机器形态长时间高速运动,实现无需外部电力的自主运动。这一发现无疑让我们对未来充满了期待。
在此之前,我们对液态金属的认识可能只停留在水银等少数实例上。事实上,有许多金属在室温下就是液态,例如稼铟合金。而近年来,液态金属在手机等电子产品的应用也引起了广泛关注。这些并非真正意义上的液态金属机器。真正的液态金属机器,如同清华大学医学院刘静实验室中的液态镓金属球,展现出了令人惊叹的特性:它能随环境变形,能自主运动,甚至能“吞食”铝片作为动力来源。
这种液态金属机器的动力来源于内部的化学反应。当液态金属“吞食”铝片后,会在电解液中形成原电池反应,产生内生电场和氢气,为液态金属机器提供推力。这一过程使得液态金属机器能在各种环境下运动,甚至能在不同的电解液环境中自如行动。
除了在电子产品中的应用,液态金属机器还有可能成为医学领域的救星。神经再生是一个缓慢而复杂的过程,尤其在神经纤维被彻底切断或破坏的情况下。寻找合适的神经移植替代物一直是神经修复领域中的重大挑战。而液态金属机器的特性和性质使其成为潜在的解决方案。如果能够将恢复期的肌肉神经信号通过液态金属机器高效传达至目标,那么这将大大加速神经的修复过程并促成其保持原有功能。这对于治疗周围神经损伤的患者来说,无疑是一个巨大的福音。
液态金属机器的发展开启了新的科技时代。它不仅让我们感叹科技的神奇,更让我们对未来充满了期待。无论是电子产品、医学领域还是其他领域,液态金属机器都有可能为我们带来更多的惊喜和突破。让我们共同期待这个充满可能的未来吧!神经功能的实现依赖于电信号的传输和响应。近期,一个由刘静教授领导的研究团队,基于他们在液态金属材料学与生物医学工程领域的长期研究,提出了一种突破性的液态金属神经连接与修复技术。这项技术为迅速建立切断神经之间的信号通路及生长空间,提供了全新的解决方案,旨在提高神经再生效率,并降低因神经受损导致的肌肉功能丧失风险。
在题为“液态金属作为连接或恢复切断坐骨神经功能的通道”的论文中,刘静教授团队通过实验证实,液态金属可作为高传导性的神经信号通路。他们建立了牛蛙腓肠肌模型,将液态金属应用于剪断的神经组织连接,并通过微弱电刺激试验,验证了液态金属在神经传导方面的优势。
研究结果显示,利用液态金属连接的神经模型能够很好地传递刺激信号,与未受损的神经组织在信号传导方面有着高度的一致性和保真度。相较于传统的修复方法,液态金属的使用显著提高了修复效果。由于液态金属在X射线下具有出色的显影性,因此在完成神经修复后,可以轻松通过注射器将其从体内取出,从而避免了复杂的二次手术。这一突破性的方法为神经连接与修复领域开辟了全新的方向,已经引起了国际科学媒体的广泛关注,并被誉为是令人震惊的医学突破。
除此之外,液态金属的特性也为其在智能材料领域的应用提供了广阔的前景。液态金属的自主运动、能变形、导电等特性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技术基础。这些“仿生物”液态金属机器人能够实现不同形态之间的自由转换,以执行高难度的特殊任务,因此在军事、医疗和科学等领域具有广泛的应用潜力。
刘静教授还提到,结合智能材料的优良特性,如柔性好、自驱动、能变形以及传感器的帮助,这些材料能够读取并模拟远方活体的行为信息。这为实现“远程握手”、“远程拥抱”等应用场景提供了可能。意味着分隔两地的家人、爱人可以通过科技体验彼此的情感连接,科技将人和人的距离拉得更近。这一前沿领域的不仅展示了科技的巨大潜力,也让我们对未来的发展充满了期待。