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美国空军实验室发明液态金属“终结者”概念有望成现实

日期:2019-10-19 22:08 作者:admin 阅读:

  从目前来说,科学家们发明的这种液态金属主要还是可能用在可伸缩的航电设备上——这些航空电子元件将能够弯曲、折叠、皱缩和伸展——这在目前也是下一代军用设◆●△▼●备的关键研究领域之一。

  如果你中学物理课本的知识还没有忘记的话,你应该还记得:当导电材料被压缩或者拉伸的时候,它们的性质会发生变化,通常情况下,拉伸会导致导电性降低,电阻率增大。

  然而,美国□◁空军研究实验室(AFRL;Air Force Research Laboratory)科学家开发的这种新材料——全名叫做聚合液态金属网络体(PLMN;Polymerized Liquid Metal Networks)——其特性与上述的物理现象恰恰相反:这些液态金属网络可以扩张到原来的700%,其结构会自动“响应”这种扩张,并保持其电阻率几乎不变,同时还能够确保在回归原始状态的时候一切恢复原样。在这个过◇…=▲程中,起作用的就是材料内部自组织的纳米结构来自动完成这些“动作”的。

  美国空军负责该项目的首席科学家克里斯托弗·塔博尔博士表示:“这种材料对拉伸的反应完全超越了你的想想。”他认为通常情况下,在材料的拉伸过程中,由于电流必须流经更多的材料,所以其电阻会变大。但是在这些液态金属系统中的试验却看到了完全不同的结果,这是美国空军科学家团队也从未料到的,在结果出现的第一时间,整个团队都还以为只是某种“实验意外”或者说“错误”,直到反复实验的相同结果才让他们确定“到底发生了什么”。

  如果把这些液态○▲-•■□金属做成导线的话,那么它们在不同的结构/外形条件的情况下保持其性能的特点将会有多方面的应用,比如说:▲●…△下一代可穿戴电子设备——这种材料可以集成到一件长袖服装中,用于通过长袖服装向全身传递能量,这样的话,就算弯曲手肘或者转动肩膀都不会改变整体的能量传递。

  这个项目是去年开始启动的,由美国空军科学研究办公室提供的基◁☆●•○△础经费进行▽•●◆开发。目前,美国空军正在探索和私营公司和大学合作进一步发展这一方案▷•●的可行性。美国空军惯例会把在实验室中表现优异的一些产品拿出来和私营企业合作,通过与资本的合作,科学家能够更快对原型进行优化迭代以扩大潜在产品的规模。在这种情况下,军方也能更快将这些原型整合到产品中,并寄望于这些产品能够用于监测和增强士兵的能力。

  科学家首先将液态金属颗粒封装在一个类似于水球的外壳中,然后通过聚合过程将每个粒子与另一个粒子通过化学的方式“栓接”在一起,类似于在一个链条种增加一些外链,这样所有的粒子就互相连接在了一起。

  当连接在一起的液态金属颗粒被拉紧时候,颗粒被撕开,液态金属粒子溢出。这种独特的连接形式赋予了这一金属系统独特的导电性和内在的可伸缩性。在第一次拉伸之后的每一个拉伸循环中,该系统的导电性会瞬间增加然后恢复到正常状态。更加惊人的是,

  “聚合液态金属网络体的发现是新一代可伸缩的电力传输、传感和电路系统的理想载体。”美国空军研究△▪▲□△实验室材料和制造局的化学研究员卡尔·斯拉舍上尉这样说,他是发布这种液态金属的期刊文章的主要▲★-◆▼●租着。他认▲=○▼为应用这一技术之后,单兵装备的续航性能将更久、重量将更轻、性能将倍增!

  “如果这种液态金属能够大量应用★△◁◁▽▼的话,整个世界都将会变得不一样。”斯拉舍上尉总结道:“这是一种目前世界上尚无先例的东西,所以我们非常兴奋地将其公•●开,并乐见其传播开来。”

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