新發(fā)現(xiàn)！液態(tài)金屬不僅會變形還會變色

現(xiàn)在，科學(xué)家不但研制出了柔性機(jī)器人，而且還能使它變色，不是簡單地為它披上一件彩色衣服，而是讓它本身的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出色彩變化。相關(guān)論文刊登在最新一期的《美國化學(xué)會—應(yīng)用材料與界面》雜志上。

常見的人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)大多是僵硬的，翻筋斗落地時都會重重地砸向地面。傳統(tǒng)的剛性材料很難讓機(jī)器人靈活地柔性地呈現(xiàn)給大家。中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鎵基液態(tài)合金具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、低粘度、良好的流動性和生物相容性，顯示出了一定條件下可以變形和運(yùn)動的能力。2015年，中國科學(xué)家在世界上首次根據(jù)液態(tài)金屬在電場下自主運(yùn)動可變形的特性從理論和技術(shù)層面論證了液態(tài)金屬柔性機(jī)器人的可能性。

現(xiàn)在，中科院理化技術(shù)所的研究人員又有了新發(fā)現(xiàn)。鎵基合金一直是以銀白色的金屬光澤示人，但這種液態(tài)金屬表面在犧牲金屬或電場的刺激下可產(chǎn)生變色現(xiàn)象，使得液態(tài)金屬具備了類似章魚等頭足綱動物的柔軟、可變形變色的特點(diǎn)。

研究表明，鎵基液態(tài)金屬的變色是由于其表面產(chǎn)生了百納米厚的三氧化二鎵介孔薄膜，其色彩來源于兩種截然不同的光學(xué)過程。當(dāng)被放置在石墨基底上并與電解質(zhì)溶液中的鋁箔混合時，由于三氧化二鎵薄膜的散射和薄膜—金屬界面出現(xiàn)的微納米空腔，液態(tài)金屬表面上出現(xiàn)銀白色到金色最后到黑暗的顏色變化。

據(jù)該文作者之一的饒偉研究員介紹，在電場的調(diào)節(jié)下，薄膜的上下表面光滑，入射光發(fā)生薄膜干涉，使得液態(tài)金屬表面可以出現(xiàn)類彩虹色的分布。

此研究結(jié)果為開發(fā)具有智能偽裝功能的柔性機(jī)器人，提供了新的設(shè)計(jì)思路。(記者李大慶)

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