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液态金属:一个全新工业正在我国崛起

来源:科技日报 2016-1-4 李大庆


  “在原创科技方面中国今后能向世界输出什么?我认为液态金属可算一个。”去年12月下旬,在云南省宣威市举行的首届液态金属产业技术发展论坛上,中科院理化技术所双聘研究员、清华大学教授刘静如是说。

  刘静所说的液态金属是指在常温常压下像水一样呈液态的金属。对常人来说,除了水银,几乎很少能见到液态金属。

  去年3月,国内外媒体刊登了一则消息:刘静团队在世界上首次发现,镓基液态合金吞食少量“食物”(铝)后,可以在各种形态之间转换,并实现了自行驱动的快速前进。这个基础科学领域的最新进展令人如痴如“幻”。液态金属走进了公众视线。

  在论坛上,刘静以“液态金属:一个全新工业的崛起”为题,阐释了中国液态金属发展在全球的地位及前景。

  刘静介绍,他和团队研发出一系列在世界上广有影响的原创技术,如世界首支液态金属电子手写笔,可直接绘制电路;借助世界首台液态金属电子电路打印机,只需在电脑上画好电路图,就可将其直接打印出来;首台室温3D金属打印机,则可实现更为复杂的功能器件。而人们平时用的电路板,需要经过繁琐昂贵的腐蚀工艺也即减材制造途径获得线路,既耗时耗材,又造成污染。

  美国NASA在2014年将液态金属冷却列为十大前沿方向之一。而在此前的十多年间,刘静团队早已系统研究了液态金属诸多优异的传热性能和流动特性,首创的系列液态金属散热器已用于多个领域。最令人振奋的是,除散热器之外,其他一些技术如电子手写笔、电子电路打印机、3D打印设备等也已进入工业化生产制造环节。

  论坛上,刘静还向与会者讲解了更多液态金属的神奇:在软塑料上“打印”电路可制造能弯曲、伸展的柔性电路板,用手写笔快速制作LED电子显示屏,在皮肤、树叶上书写电路,为大功率、高集成度LED芯片散热等。

  把液态金属打印在树叶、皮肤上有什么意义?刘静说,这代表了液态金属打印的普适性,可用于在各种表面制造电子电路;而皮肤打印,如在特殊情况下将医用电路和传感器印制到病人的头部,则可通过手机随时了解颅内的有关生理变化。

  3D打印当下很时髦,但多集中于塑料、聚合物等材料上。刘静团队为此研制出液态金属室温3D打印设备,提出并实现了液相快速打印金属,以及非金属材料与金属材料的混合3D打印等,这在世界上属于开创性工作。刘静认为,“这将催生功能器件终极混合制造技术。”

  在论坛上,刘静还介绍了团队在生物医学领域的突破性工作,如液态金属高分辨CT成像、阻塞血管肿瘤治疗技术以及注射电子、液固转换型金属骨骼等。特别是,针对断裂神经修复这一世界性难题,刘静团队采用液态金属“搭桥”,成功实现了神经连接,这一开创性工作已被国际多家媒介报道。

  “人类文明的发展史启示我们:一类材料,一个时代。”刘静说,中国在液态金属领域有幸走在世界的前列,我们希望能把握这一重大历史机遇,在中国建成世界级的液态金属谷。

编辑:苑苑

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2016-01-05 16:11:16]
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