电影《终结者》中，液态机器人杀手T-1000给观众留下深刻印象。它由特殊液态金属构成，时而坚不可摧，时而柔软似橡皮泥，可任意变形，受伤或中弹后，伤口会自动愈合，如同不死之身。如今，科学与幻想的交织碰撞出绚丽的火花，液态金属这一神奇材料，正从科幻走入现实。

液态金属打造“外骨骼” 骨折不用打石膏

俗话说“伤筋动骨一百天”，骨折后，我们一般都要打上几个月的石膏夹板，既不透气，行动也不方便。如今，在云南省曲靖市第一人民医院关节外科，骨折患者用上一种神奇技术，终于从沉重的石膏中解脱出来。

这种技术就是用液态金属构成的“外骨骼”，与传统石膏相比，这种材料加热后可随意揉捏，不仅解决了传统石膏拆装不便，没有弹性等问题，还可反复使用，成本只有几百元人民币。

这款由清华大学医学院教授刘静团队自主研制的新材料产品，已经从实验室走向工厂大规模生产阶段。未来，科幻电影中的“液态骨骼”，将造福更多普通公众。

那么，什么是液态金属？“直白点说，液态金属就是常温下呈液态，可流动并且能导电的金属。”云南中宣液态金属科技有限公司董事长杨应宝说，通常是指熔点低于300摄氏度的低熔点合金，具有导热率高、导电性好等特性。液态金属的制造工艺无需高温冶炼，环保无毒，可广泛应用于工业制造、航空航天、军工国防、生物医疗等领域。

“液态金属具备其他金属或合金材料所没有的优势，质量更轻，强度却更硬，是不锈钢的3倍，铝、镁合金的10倍以上。”清华大学医学院教授、中科院理化实验所研究员刘静介绍，它同时还具有高弹性，能一次成型，免去加工的繁琐程序。

刘静介绍说，液态金属“外骨骼”可用于肩关节、肘关节、指骨、掌骨、手臂等许多部位。它克服了石膏笨重、易折断、不透气的劣势，即拆即用，非常方便。在使用过程中，只需控制液态金属材料的温度，就可实现金属在液态和固态间转换。

“2021年末，‘外骨骼’相关产品已进入全国50余家医院试用，完成临床试用1200余例。”中宣公司副总经理徐文志说。

“外骨骼”只是液态金属应用的一个代表。3D电子手写笔、电子油墨、导热片、芯片散热器、液态金属LED智能玻璃屏……在中宣公司液态金属科技馆，液态金属制作的展品琳琅满目，令参观者啧啧称奇。

刘静还透露，他和团队正在研发一种技术，可将液体金属注射在骨骼中，用于人体受损骨骼包括牙齿等的快速修复。

《终结者》中的

液态金属机器人来了

液态金属具有的种种特性，让人们看到了以它作为材料研制柔性机器人、液态金属机器人的可能。虽然目前对液态金属的研究，还做不到《终结者》中演绎得那么牛，但人们发现，室温液态金属具有普适变形能力。比如，当你把液态金属浸没在水中，并给它一个低电压刺激，就可能欣赏到液态金属优美的“舞姿”。

刘静带领的研究小组在液态金属实验中发现，置于电解液中的镓基液态合金，在和铝结合后，能够长期高速运转，“喂”一小片铝，即可驱动直径约5毫米的液态镓金属球，实现长达1个多小时的持续运动，速度高达每秒5厘米，而且可以随槽道的宽窄自动变形调整，遇到拐弯时停顿下来，略作“思考”后，蜿蜒前行。整个过程宛如科幻影片中的机器人“终结者”。

能“吃食物”，能自主运动，能变形，这一发现为液态金属机器人的研制提供了理论基础。它的动力从哪儿来？刘静介绍：“液态镓合金和活泼的铝发生化学反应后，形成内生电场，引起液态金属表面张力不平衡，从而对易于变形的液态金属产生强大推力；另一方面，上述电化学反应过程中产生的氢气，也进一步提升了推力。”

今年2月，澳大利亚和美国的科学家团队还进行了一项突破性实验，实现了液态金属的非接触式操纵。金属可以被控制向任何方向移动，并能变成独特的悬浮形状，如环形和方形。

尽管液态金属应用，真正达到T-1000机器人那种随意变换、运作自如的状态，还需要很长一段时间，但不可否认，液态金属是一种潜力巨大的新材料。

“下一步，我们希望能赋予这种液态金属特定功能，比如药物递送，制作柔性机器人、血管机器人等。”刘静表示，“我们也希望未来液态金属机器人能够智能起来，拥有记忆和处理功能”。

液态金属本身没磁性　

科学家让它生出“磁力”

液体金属其实是没有磁性的。比如磁铁可以吸附铁，但当铁变成熔融态时，就变成了顺磁性物质，基本上很难被磁铁吸附上。如今，我国科学家却研究出带磁力的液体金属。

来自北京航空航天大学的科学家梁虎等人，创造出一种可以在三维空间自由操纵的磁性液体金属。它可以在水平方向和垂直方向通过磁铁自由拉伸，而且这种拉伸是可逆、持久的，并能够重复很多次。

这是怎么实现的呢？科学家选取了镓、铟和锡合金等在常温下为液态的金属，然后将它们浸没在盐水中。

之后，在金属液滴中加入铁颗粒（增加磁性），这样就会在金属表面形成一层氧化镓涂层。这个涂层可以降低液态金属的表面张力，有效保护拉伸过长而导致液态金属破碎。

接下来，研究小组使用磁力，向左右两端和上下两端拉伸金属液滴，金属液滴都没出现破碎，就算分开后也能重新连接到一起。

不仅如此，由于镓、铟等液态金属还具有高导电性，把金属液滴拉伸并连接到一个简单的电路上时，能使LED灯亮起。

该研究对于仿生机器人和柔性电子设备，可能是最大的帮助。比如目前广受关注的折叠屏手机，受制于现在的技术，折叠屏其实并不完美，如果将磁力液态金属做成屏幕，那么耐用性将会大大提高。

不过，目前该研究还有一个约束，那就是液态金属仍需要浸在盐水中。当这个约束去掉时，或许离全新的设计也就不远了。

液态金属有“七十二变”

应用前景很广泛

液态金属在无限变形的同时，还能保持金属的导电性，可以应用于柔性电子、皮肤电子；在三维的功能性打印方面，可以做出很多可拉伸的器件；在医疗领域，液态金属可作为神经信号传递的通路，植入生物体内，帮助已断裂神经恢复和再生。

“一些高端手表品牌，表内的数字和刻度由液态金属制成，能够抵抗磨损与腐蚀。苹果等品牌手机的卡针使用的是液态金属，一些液态金属散热器产品也已经问世。”刘静表示，由于成本高、使用范围狭窄，液态金属的小范围尝试，大多集中在高端制造和消费电子领域，目前尚未形成大规模应用。

但在医疗健康领域，液态金属“外骨骼”是一个全新突破，与手表指针、手机卡槽相比，不仅实用性更强，产业化前景也更好，并且进入大规模量产阶段，是真正意义上“面向公众”的应用。

以液态金属“外骨骼”量产为契机，整个液态金属产业蕴含着无限的发展潜力和市场空间。在消费电子领域，根据数据显示：近年来全球PC、平板和手机设备总出货量常年稳定在20亿台以上，而液态金属材料已被证实，可以广泛运用于电子设备制造中。假设20%的PC、平板和手机设备用到液态金属上，平均成本2美元（约合14元人民币），每年的市场容量高达10亿美元（约合70亿元人民币）。

刘静表示，作为重要的新材料，液态金属的研发和应用，是人类对物质认识和应用向更深层次进军的重要标识，液态金属的时代，正向我们走来。

据《齐鲁晚报》