液态金属

　　液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。

　　液态金属成形过程及控制，液态金属充型过程的水力学特性及流动情况充型过程对铸件质量的影响很大可能造成的各种缺陷，如冷隔、浇不足、夹杂、气孔、夹砂、粘砂等缺陷，都是在液态金属充型不利的情况下产生的。

液态金属的性质

　　所谓液态金属，即不定型金属，也称非晶合金或金属玻璃，可将其看作由正离子流体与自由电子气组成的混合物。它拥有独特的原子结构，排列无序。它是金属但却拥有流动的特质，它很轻但却极为强硬，同时具有高弹性。它还能一次成型，免去加工的繁琐程序。

　　液态金属具有极为优越的性能。其强度为不锈钢的3倍，铝、镁合金的10倍以上，钛合金的1.5倍以上，就算是在轻合金中，液态金属的单位密度强度也是Z高的。液态金属的安全使用强度为1500Mpa，弹性应变能量可达到19Mj/m²，而Z好的弹簧钢的弹性应变能量也仅能达到2.2Mj/m²。

　　在硬度上的优势，使得液态金属在耐磨或抗划痕的领域能够得到广泛的应用。良好的弹性能够满足其他金属不能满足的某些特定领域。比如在压力下弯曲，但要求不能变形的YL设备，或是能够反复弯曲，还不能出现塑性变形和硬化的压力传感器。

　　在精度方面，液态金属成型的产品可以和机器加工产品的工艺一争高下，并且没有附加成本与废弃材料。在抗腐蚀性能方面，液态金属合金也展现出了超常的能力，尤其在工业应用中能发挥更大的作用，如食品加工、YL设备、户外运动设备、航海产品等方面。

　　对于其他金属而言，如果不做抛光、研磨等二次加工，是无法达到这种精度的，而在许多领域，金属的反光性能是极为重要的，液态金属合金的光洁度就能够达到高光反射的效果，而且还能进行抛光，还不必牺牲其他的性能。

　　此外，液态金属合金属于无磁性材料，而且与其他磁性物体接触也不会沾染任何磁性。因此可应用于核磁共振设备的组件，电磁开关的外壳，或是高射频功率领域。

　　综上所述，液态金属不仅具备优质功能，还能以注塑方式成型，使得设计者有了更大的发挥空间。此外，其一次性净成型的特质也在很大程度上节省了加工成本，Z大限度地提升了效率。液态金属拥有的众多优势，使其拥有极为广阔的应用空间，在环保、YL、智能硬件、AI、航空航天等领域都能够发挥极大的作用。

液态金属与玻璃

　　提到液态金属，diyi反应可能就是《终结者2》当中的液态金属机器人，它可以幻化成任何形状，能够承受各种破坏，更神奇的是它还充满只能。问题是液态金属真有这个能耐吗，它离现实生活究竟有多远。

　　也许不远的将来，在手机外壳的材质上，我们将首先与液态金属有个“亲密接触”。

　　早在去年iPhone5尚未面世的时候，坊间就流传着苹果将会在下一代产品中抛弃钢化玻璃，转而采用液态金属外壳。虽然Z终答案并非如人所愿，但是期待却丝毫没有降低。

　　2013年，当美国ZL及商标局授予苹果子公司Crucible一项用于量产液态金属薄片的技术ZL;而苹果的竞争对手HTC和ZG台湾当地的外壳制造商杰邦国际达成了合作，且从日本捐募了一个研发团队，着力液态金属手机开发，人们相信未来的手机一定会穿上这“磨不坏，压不扁”的金刚战衣。

　　上世纪60年代人们首次在实验室成功制备这种金属，当时就被它与众不同却无与伦比的特性所吸引：高强度、高柔韧性且可以和玻璃一样不需要二次打磨，可以一次性成型各种复杂形状……因此，业界更喜欢将它称作“金属玻璃”，或者学名：非晶态金属。

　　不过，要大规模地制备这种“未来材料”却并非易事。从diyi代几纳米厚，到现存25毫米厚，人们探索了半个世纪。

　　目前，金属玻璃在实际使用当中，虽然范围有限，可是已经有很多厂商对这块“蛋糕”跃跃欲试。Liquidmetal Technologies是diyi家专门生产大块非品合金的公司。这个成立于1987年的公司被认为是较为权威的国际非品科技研究组织，他们的产品已经应用在例如体育运动、电子产品和医药等诸多领域。

　　而现存苹果取得了他们这项新型金属科技的dujia使用权(主要是外壳和附件制造)，Liquidmetal希望苹果能在一款突破性产品上使用液态金属，为人们带来革命性的用户界面和工业设计，并日很难被其他材料所复制和模仿。

液态金属机器

　　2015年3月3日，由刘静研究员带领的ZG科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组，于世界上首次发现了一种异常独特的现象和机制，即液态金属可在吞食少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动，实现了无需外部电力的自主运动，从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。这种液态金属机器完全摆脱了庞杂的外部电力系统，从而向研制自主独立的柔性机器迈出了关键的一步。

　　研究揭示，置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄人”铝作为食物或燃料提供能量，实现高速、GX的长时运转，一小片铝即可驱动直径约5mm的液态金属球实现长达1h以上的持续运动，速度高达5cm/s。

　　这种柔性机器既可在自由空间运动，又能于各种结构槽道中蜿蜒前行;令人惊讶的是，它还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整，遇到拐弯时则有所停顿，好似略作思索后继续行进，整个过程仿佛科幻电影中的终结者机器人现身一般。

　　应该说，液态金属机器一系列非同寻常的习性已相当接近一些自然界简单的软体生物，比如：能“吃”食物(燃料)，自主运动，可变形，具备一定代谢功能(化学反应).因此研究者将其命名为液态金属软体动物。

　　目前，实验室根据上述原理已能制成不同大小的液态金属机器，尺度从数十微米到数厘米，且可在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中运动、试验和理论分析表明，此种自主型液态金属机器的动力机制来自两方面：一是发生在液态合金、金属燃料及电解液间的Calvanic电池效应会形成内生电场，从而诱发液态金属表面的高表面张力发生不对称响应，继而对易于变形的液态金属机器造成强大推力;与此同时，上述电化学反应过程中产生的氢气也进一步提升了推力。正是这种双重作用产生了超常的液态金属马达行为，这种能量转换机制对于发展特殊形态的能源动力系统也具重要启示意义。

　　在迄今所发展的各种柔性机器中，自主型液态金属机器所表现出的变形能力、运转速度与寿命水平等均较为罕见，这为其平添了诸多重要用途。作为具体应用器件之一，还特别展示了shou个尤需外界电力的液态金属泵，通过将其限定于阀座内，可达到自行旋转并泵送流体的目的，据此可快速制造出大量微泵，满足诸如药液、阵列式微流体的输运等，成本极低;若将此类柔型泵用作降温，还可实现高度集成化的微芯片冷却器;进一步的应用可发展成血管或腔道机器人甚至是可自我组装的液态金属智能机器等。

　　自驱动液态金属机器的问世引申出了全新的可变形机器概念，将显著提速柔性智能机器的研制进程。当前，围绕先进机器人的研发活动正处于如火如荼的阶段，若能充分发挥液态金属所展示出的各种巨大潜力，并结合相关技术，将引发诸多超越传统的机器变革。