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新材料可快速膨脹固化也可再次恢復(fù)液態(tài)

2018-01-16 09:36:17 作者：本網(wǎng)整理來源：科技日報分享至：

我國科學家近日在液態(tài)金屬研究領(lǐng)域又獲新進展。清華大學教授劉靜研究組聯(lián)合中科院理化技術(shù)所，發(fā)現(xiàn)了一種基于多孔液態(tài)金屬（鎵銦合金）的普適性柔性材料——PLUS材料。這種材料在極限情況下可快速膨脹至原體積的7倍以上，膨脹后甚至可攜帶重物漂浮于水面。相關(guān)論文近日在線發(fā)表于國際學術(shù)期刊《材料視野》上。

劉靜研究組通過在液態(tài)金屬內(nèi)部加載鐵納米顆粒并引入化學反應(yīng)機制，可快速制造出柔性多孔金屬材料，其孔徑大小可靈活調(diào)控，且體積膨脹后還可再度迅速恢復(fù)成液體狀態(tài)，經(jīng)加熱能夠多次重復(fù)膨脹。這些特性為制造新型水下可變形機器、柔性機械臂、外骨骼以及發(fā)展柔性智能機器人技術(shù)打開了新的思路。

實驗表明，在加熱條件下，PLUS材料可在內(nèi)部迅速形成孔隙結(jié)構(gòu)，在幾分鐘內(nèi)即可膨脹至原先體積的數(shù)倍，甚至能將重物攜帶至溶液表面。在此過程中，PLUS材料由液體逐漸變?yōu)楦酄钗铮?jīng)氫氧化鈉溶液處理并烘干后，可得到異常堅硬的多孔金屬材料。如果在此固體材料上再次添加鹽酸并攪拌，可使其重新恢復(fù)至液態(tài)。這種液固轉(zhuǎn)換過程可重復(fù)100次以上。

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責任編輯：殷鵬飛

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