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自驱动液态金属“车辆”可自主进行融合与分离

ufo在线 科学探索 2019-09-18 19:54:42 128 0 标签1标签2
于轨道上运行的两个液态金属车辆碰撞前后状态:(a)示意图;(b)车辆速度;(c)实际融合过程。先前一篇由清华大学刘静教授担任通讯作者撰写的一项研究指出,置于电解液中

自驱动液态金属“车辆”可自主进行融合与分离  标签1 标签2 第1张

于轨道上运行的两个液态金属车辆碰撞前后状态:(a)示意图;(b)车辆速度;(c)实际融合过程。

  先前一篇由清华大学刘静教授担任通讯作者撰写的一项研究指出,置于电解液中的镓基液态合金如镓铟合金及镓铟锡合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量,以实现高速、高效的长时运转。这种液态金属机器完全摆脱了庞杂的外部电力系统,从而向研制自主运动的柔性机器迈出了关键的一步。

  最近,一篇发表于2015年Science Bulletin(《科学通报》英文版)的名为“Autonomous convergence and divergence of the self-powered soft liquid metal vehicles”的研究论文,通过加热方法实现了更大体积的液态金属机器的自行驱动。研究发现,多个独立运动的自驱动液态金属机器在相遇时,可实现无缝自动融合并继续保持前行;若将较大体积的自驱动液态金属机器加以分散后,每一个体均能保持独立运动状态。文章由清华大学刘静教授担任通讯作者撰写。

  近年来,可灵活多变且具备自组装功能的机器越来越受到研究者的关注。传统机器的自组装通常需要在设计机器时就将其加以模块化,一旦需要组装合并时,再借助人为手动将每个部分拼接起来;而当分散的模块进行工作时,则需要对每一模块提供对应的动力装置。此类自组装机器在自主性方面不够灵活。

  基于之前液态金属材料可实现自驱动的工作,该项研究通过提升机器所处的环境温度,来加快电化学反应,以提供更多能量从而实现更大体积液态金属机器的自驱动能力。研究发现,液态金属自驱动的同时,多个独立运动的液态金属车辆一旦相遇,可自动实现无缝融合并前进,而将一个较大体积的自驱动液态金属机器加以分散后,每一个小液态金属车辆均能保持自驱动功能。

  这一发现可望对未来涉及从智能材料、流体力学、软物质到自驱动机器的研究起到一定启示作用,同时也会为今后构筑可自行重构的柔性机器人提供新的契机。

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