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液态金属的研究引用了《终结者》BNSPS-424这部电影,但更友好

化学 2021-11-29 00:02:13

宾汉姆顿大学 当金属晶格融化时,手会慢慢张开

信用:张溥 张溥喜欢将他的团队对液态金属的研究与《终结者》相提并论——特别是1991年的《终结者2:审判日》,在这部电影中,一个来自黑暗未来的杀手机器人可以变成任何人和任何东西来追逐它的人类猎物

当被告知这可能不是最好的比较时,张笑着坦白道:“说实话,我从来没有看过那部电影!” 美国纽约州立大学宾厄姆顿分校机械工程助理教授张(音)对他的最新研究有着更好的计划,他的研究将发表在5月号的《添加剂制造》杂志上

与博士合作

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学生邓芳航(音)和阮广汉(音)开发了他称之为“世界上第一个液态金属晶格”,由菲尔德的合金制成

铋、铟和锡的混合物——以其发明者西蒙·奎尔兰·菲尔德的名字命名——在相对较低的62℃(144℉)的熔点下变成液体

菲尔德的合金目前在核工程和其他应用中被用作液态金属冷却剂,但沃森团队展示了其他潜在的应用

他们通过混合制造工艺将金属网格材料与橡胶外壳结合在一起

这种新颖的工艺集成了三维打印、真空铸造和保形涂层(用于电子电路以防止潮湿、灰尘、化学物质和极端温度)

“没有外壳,它就不能工作,因为液态金属会流走,”张说

“外壳骨架控制着整体形状和完整性,因此液态金属本身可以被限制在通道中

我们花了半年多的时间开发这种制造工艺,因为这种新的晶格材料很难加工

你需要找到最好的材料和工艺参数

" 第一个固定形状的恢复过程

信用:张溥 沃森团队制作了一系列原型,这些原型在被加热到熔点后重新恢复形状,包括“蜘蛛网”状的网状天线、蜂窝和足球,以及字母BUME(当然是为宾厄姆顿大学机械工程设计的)

然而,也许最像终结者的是一只随着金属晶格融化而慢慢张开的手

这些原型提供了非凡的视觉效果,但是它们背后的特性可以激发无数的用途

当液态金属处于固态时,它是非常安全和坚固的

压碎时会吸收大量能量;然后,经过一些加热和冷却,它恢复到原来的形状,可以重复使用

张博士从1995年开始研究晶格材料

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他2012年在匹兹堡大学工作,在这项新的液态金属研究中,他看到了美国宇航局或私人航天公司的许多可能性

例如,卫星设计者可以将“蜘蛛网”打包成一个小包裹,然后在轨道上将其展开作为天线

也许未来在月球或火星上的居住建筑可以在探索船上占据更少的空间,然后在宇航员到达目的地时进行扩建

他说,用金属网格材料建造一艘星际飞船甚至可能是有意义的:“如果航天器在月球或火星上着陆时受到某种冲击,它可能会坠毁

通常,工程师使用铝或钢来制造缓冲结构,但是当你登陆月球后,金属会吸收能量并变形

结束了——你只能用一次

" “使用这种菲尔德合金,你可以像其他金属一样撞上它,但随后加热它以恢复它的形状

可以反复使用

" 沃森团队已经在探索如何在这种金属晶格研究的基础上进行构建,包括不同的结构类型和改进的涂层材料

张仍然有一个最终的目标:“我们的梦想是建造一个液态金属网格机器人,现在我们有了一只手,所以我们更进一步

" 只要是友好的机器人

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