科幻变成现实 美国空军一项新“黑科技”将改变未来电子产品发展

发布时间:2019-10-22 01:09:22   热度:1555

好莱坞1991年拍摄的科幻电影《终结者2:审判日》(Terminator 2:Judiction Day)是一部具有划时代意义的经典电影。最令人印象深刻的是由液态金属制成的机器人杀手t-1000“终结者”,它可以神奇地变成他接触到的任何人或物体。今天,曾经只出现在电影中的科幻场景正在变成现实。据美国空军官方网站10月6日报道,空军研究实验室(afrl)的科学家现已开发出一种类似t-1000终结者的室温液态金属,可以自动改变其结构,包括弯曲、折叠和拉伸等。如电影所示,具有神奇的特性,尤其是在紧张状态下成为更好的指挥家。

众所周知,导电材料在拉伸或拉伸时会改变其性能。通常,电导率随着拉伸而降低,电阻随着拉伸而增加。然而,现在由美国空军实验室开发的新材料,被称为“聚合液态金属网络”,正好相反。当它被拉伸700%时,它的阻力几乎保持不变,同时仍然恢复到原来的状态。这使得液态金属在改性前后能够保持其金属性能而不会出现疲劳损伤。

负责该项目的美国空军研究实验室首席科学家克里斯托弗·塔博尔(christopher tabor)博士说:“这种对拉伸的反应与你的想法完全相反。一般来说,由于电流必须流过更多的材料,材料拉伸时电阻会增加。用这些液态金属系统进行的实验表明,相反的反应完全出乎意料。坦率地说,直到我们明白发生了什么,这也是不可思议的。”塔博尔博士随后解释道:“我们开发的液态金属中的自组织纳米结构将自动调节电导率,以保持原始电阻值。”在最新一期《高级材料》中,美国空军研究实验室描述了新液态金属的神奇导电性和材料制造的细节。

该项目始于去年,资金来自美国空军科研办公室,用于美国空军研究实验室的基础研究和开发。目前,美国空军研究实验室正在寻求与私营公司和大学合作,进一步开发这种液态金属材料。

美国空军官方网站报道说,研究人员从一个金属液滴开始,它包裹在一个类似水球的外壳里。然后通过聚合过程,每一个粒子都被束缚在下一个粒子上,类似于在链中添加一个链节。这样,所有的粒子都相互连接。然而,当连接的液态金属颗粒被拉紧时,颗粒被撕开,液态金属流出。连接形式使系统具有传导性和固有的延展性。在第一次拉伸后的每个拉伸循环中,电导率增加并恢复正常。更令人兴奋的是,在10,000次循环后,没有检测到疲劳。

美国空军研究实验室的研究人员也以类似于加热手套的形状因子评估了这种材料的加热性能。他们通过手指连续运动来测量热响应,发现温度在恒定电压下几乎保持恒定,这与目前最先进的可拉伸加热器不同,后者在电阻变化时会损失大量热能。这种材料的特性对下一代可穿戴电子设备的发展极具吸引力。例如,这种材料可以整合到长袖衣服中,通过衬衫和身体传递能量,而不改变弯曲肘部或旋转肩部时传递的能量。

美国空军研究实验室表示,液态金属具有巨大的发展和应用潜力,特别是作为一种新型导电材料,这将极大地推动下一代可穿戴电子设备、软机器人、电子皮肤等可伸缩电子产品的发展。美国空军研究实验室材料与制造委员会的研究化学家卡尔·拉斯纳(Carl Lasner)上尉说:“聚合液态金属网络的发现是可拉伸动力传输、传感和电路的理想选择。有了这项技术,人机界面系统将能够以更轻的重量和更大的功率持续运行。”

(看新闻knews记者:李苏宁主编:朱文浩)

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