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中国科学家取得冲破!让金属有了“影象”,液态呆板人成为可能

文章出处:od体育官方网站 浏览次数:发表时间:2022-04-03
本文摘要:中国科学家取得冲破!让金属有了“影象”,液态呆板人成为可能 假如你看过施瓦辛格主演的科幻影戏《终结者2》的话,应该对个中的反派呆板人有很深的印象。在这部影戏里,这个反派的确开了挂,纵然融化还能复生。你可能觉得这种事只能逗留在科幻影戏里,可是最近,这样的金属,真的被造出来了…… 想象一下,假如你眼前有一块金属,因为受到打击而变形。 但你只需要给它升点温(甚至都不到100摄氏度),就能让它自动恢复形状,是不是有点神奇。

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中国科学家取得冲破!让金属有了“影象”,液态呆板人成为可能 假如你看过施瓦辛格主演的科幻影戏《终结者2》的话,应该对个中的反派呆板人有很深的印象。在这部影戏里,这个反派的确开了挂,纵然融化还能复生。你可能觉得这种事只能逗留在科幻影戏里,可是最近,这样的金属,真的被造出来了…… 想象一下,假如你眼前有一块金属,因为受到打击而变形。

但你只需要给它升点温(甚至都不到100摄氏度),就能让它自动恢复形状,是不是有点神奇。假如有这种技能,将来我们大概真的可以像影戏《终结者2》一样制造出液体金属呆板人。这样的呆板人,纵然遭受到某种冲击后变了形,但只要给它加温,就可以自动修复,继续事情。

你可能觉得我是在扯淡,可是我告诉你,这样的金属真的存在。最近,纽约州立大学宾汉姆顿分校机械工程助理传授、来自中国的Pu Zhang所领导的科研团队,乐成实现了科幻影戏里的情节,并将本身的研究结果颁发在了《Additive Manufacturing》杂志上。2011年,他从湖南大学结业,并于次年进入匹兹堡大学攻读博士学位,谁人时候他就开始了对金属晶格的研究。

他的这项研究,基于一种叫做菲尔德金属的合金。菲尔德金属(Field's metal),是以其发现者西蒙·库伦·菲尔德(Simon Quellen Field)的名字定名的。这是一种合金,由32.5%的铋、51%的铟以及16.5%的锡构成。

这种合金的熔点很低,在62摄氏度的温度下就会融化。展开全文 研究人员正是通过将Field合金包裹在由橡胶状弹性体制成的晶格或外壳中的方法,实现了科幻影戏里才会呈现的功效,他称之为''世界上第一种液态金属晶格''。

为了制造这样的外壳,Zhang等人用了3D打印、真空锻造等庞大的工艺,而且涂上了敷形覆膜以防止内部产物受潮、粘上尘埃或者化学物质。这种金属晶格另有一个特点,那就是加热之后会变形。

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固然,这没什么特殊的,不外,当它再一次举行加热的时候,竟然可以恢复本来的形状。虽然把它形容为《终结者2》里的那种液体呆板人有点夸张,可是功效上比力雷同。

''我们花了半年多的时间来开辟这种制造工艺,因为这种新型晶格质料的加工难度很大。''Pu Zhang说,''你需要找到最完美的质料和加工参数。假如没有外壳,它就不能发挥感化,因为液态金属会流走。

外壳骨架决定了整体的形状和完整性,所以液态金属可以被限制在通道中。'' 换句话说,这项新技能的焦点,就在于外面的这一层掩护壳。当温度达到62摄氏度的时候,内部的菲尔德金属会融化,而外壳则可以将金属束缚住,防止液态金属流走。

不外,外壳是可以变形的,它可以按照需求变化成需要的形状。固然了,纵然没有菲尔德金属,外壳也可以变化形状,可是外壳需要借助菲尔德金属的优良性质。

可以说,Zhang的团队这一次是操纵精妙的手段实现了强强结合、“双剑合璧”,取两家之长,培养了这样一种全新的金属晶格。为了验证这个金属晶格的性质,他们用它做了很多的模型,如足球、英文字母、网状造型、蜘蛛网等等。

他们先将金属晶格加热,然后趁热改变形状,将其冷却。当他们再一次加热的时候,金属晶格内的菲尔德金属就会再次融化,而外壳则恢复到了最初的形状。在所有这些模型中,形状恢复水平最好的,就是他们建造的一个手状模型。当它被再次加热的时候,以极高的精度恢复成原形。

这一项技能今朝还在完善的历程中,可是一旦实现使用,其应用前景很是遍及,尤其是在航空航天、核工业等这些前沿范畴,都可以让它大显神威。''假如航天器在月球或火星上着陆时受到某种撞击,可能会产生坠毁。''Zhang说,''因为今朝来说,工程师们普遍用铝或钢来建造缓冲布局。

可是,当你在月球上着陆时,金属会接收能量并变形,于是它就报废了,你只能使用一次。不外,假如你使用的是这种菲尔德金属,它可以像其他金属一样被打击,可是只要加热就能恢复形状,你可以重复地使用它。” 另外,它也纷歧定非要面对打击才能发挥感化。许多太空探测器(如詹姆斯·韦伯太空望远镜、太阳帆)由于体型较大,都不得不折叠起来才能放进火箭舱位中,然后在太空中展开。

这种展开事情需要很紧密的设备调试,但假如这项新的研究结果可以或许成长成熟,那么将可以大大降低探测器展开的难度,节流火箭的空间。由于熔点比许多金属要低,因此菲尔德金属获得了很遍及的应用,如核冷却剂。在聚合物外壳的帮忙下,它可以很好地影象本身最初的形状,更好地为核范畴办事。

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固然,除了上面举的例子之外,任何需要需要蒙受高压力却又不得不恢复原形的范畴,它都可以发挥本身的感化。这样的范畴其实是许多的,可以想象它将来不仅会在高精尖范畴大显身手,也会走到千家万户,大显神威。而该研究团队的初志,就是制造出液态金属呆板人,在将来的世界更好地办事于人类。

说到这里,我们就又回到了开头——《终结者2》中的反派呆板人。虽然他的狰狞脸孔很是可骇,可是假如可以或许对峙为人类办事,那么这项技能还长短常有帮忙的。有趣的是,虽然我们一再遐想到这部影戏,但带领这次研究的Zhang告诉我们:''说实话,我从来没有看过那部影戏!''返回,检察更多。


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