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液態金屬在機器人或醫療方面或有大作為

時間:2014年11月29日瀏覽:167次收藏

      液態金屬是一種不定型金屬,可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物,具備熔點低,抗腐蝕、耐磨等特點,在醫學和消費電子領域有著廣泛的應用前景。


      自諾神最新大作《星際穿越》登陸北美以來,就不斷刷新著票房數據和用戶評分,據聞影片中給出了有史以來最為真實的黑洞模擬,因而被盛贊為“最科學的科幻電影”的電影。宇宙天體、五維空間那些讓人腦洞大開的科幻場面,也真有照進現實的一天。


      1991年科幻大片《終結者2》中,液態金屬機器人T-1000的“特異功能”依然讓人震撼:它能夠隨意變換各種物體造型,遇到鋼水能在短時間內重新融合。在美國,大約有2000萬人備受100種不同程度的神經損傷折磨,如今液態金屬機器人這種“特異功能”正準備解救這些患者。


      盡管大部分的神經損傷并非不治之癥,可以通過移植其他神經連接斷裂的神經纖維來治療,但神經末梢的生長速度十分緩慢,而漫長的自我修復過程,很可能導致肌肉退化萎縮甚至殘疾。醫學界普遍認為,如果在治療階段大腦信號仍能到達肌肉,那么神經的恢復速度有望增加,但按照目前的醫學水平,要做到這一點還異常艱難。


      清華大學劉靜教授小組的研究人員表示,液態金屬神經連接與修復技術可能會成為新突破口。在聯合中科院理化技術研究所的力量下,研究小組建立起牛蛙腓腸肌模型,將切斷的牛蛙腓腸肌的坐骨神經放置在液態合金中,采用液態金屬連接剪斷的神經組織,施以微弱電刺激。


      實驗結果顯示,液態金屬能夠讓大腦發出的信號順利和肌肉進行交互傳遞,效果接近未受損的神經,而且比傳統的林格氏液更勝一籌。值得一提的是,由于液態金屬在X射線下具有很強的顯影性,因而在完成神經修復之后很容易通過注射器取出人體,避免了復雜的二次手術。實驗表明,液態金屬能保持神經的活性和自我修復能力,將來可應用于神經修復手術中。


      研究人員表示,液態金屬能快速建立斷裂神經之間的信號通路及生長空間,有效地提高神經再生效率。但目前也正是處于模型研究階段,至于植入后,人體會否構成健康隱患,以及普及過程中的難度等問題,還需要通過臨場測試才能進一步解決,科學家們踏出的第一步,或許未來我們也能像T-1000那樣,擁有刀槍不入的神經系統。


      液態金屬是一種不定型金屬,可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物,具備熔點低,抗腐蝕、耐磨等特點,它一直被廣泛應用在消費電子領域,比如 HEAD滑雪板、OMEGA手表都應用了這種新材料。蘋果公司也是其“擁躉”,iPhone4s的卡槽捅針就有它的應用,另外HTC、三星、諾基亞等公司亦已經布局液態金屬的生產應用,國內手機廠商如OPPO、Vivo、華為等公司也在部分終端上使用液態金屬材質的SIM卡托槽及其他部件。


      上個月底,有媒體消息顯示蘋果公司在韓國申請了一項液態金屬散熱器專利,這種散熱器能通過自然的空氣對流或者空氣強制對流來散熱,或者通過液體相位變化或液體冷卻來散熱。有了液態金屬,人們也能夠更好地控制液態金屬的移動,改良電子回路的性能。


      當前,科學家對液態金屬的研究幾乎都集中在如何增大材料表面張力的變化幅度。美國卡羅萊納州一個研究團隊已經成功制造出自愈液態金屬,他們利用鎵銦合金制成了液態金屬,在室溫下是液態,表面張力可以達到約500微牛頓/米,把其放在桌面上會是球形,而對液態金屬通上不到1伏特的電壓后表面張力會下降,它變成一個薄平面。這項研究實現了金屬材料表面張力的最大變化幅度,而且能用小于1伏特的電壓就能操控,突破了過往的研究。


      如果你還是想問,這高大上的研究和老百姓有什么關系?如果科學家真做出了一個液態金屬機器人,它可以在憑借其“變形”技能穿過各種狹小的空間,然后恢復原狀營救受災群眾,成為抗震救災中真正的“鋼鐵俠”。



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