液態(tài)金屬不僅會變形還會變色
現在,科學家不但研制出了柔性機器人,而且還能使它變色,不是簡單地為它披上一件彩色衣服,而是讓它本身的結構呈現出色彩變化。相關論文刊登在最新一期的《美國化學會—應用材料與界面》雜志上。
常見的人形機器人的關節(jié)大多是僵硬的,翻筋斗落地時都會重重地砸向地面。傳統的剛性材料很難讓機器人靈活地柔性地呈現給大家。中國科學家發(fā)現,鎵基液態(tài)合金具有優(yōu)異的導熱性和導電性、低粘度、良好的流動性和生物相容性,顯示出了一定條件下可以變形和運動的能力。2015年,中國科學家在世界上首次根據液態(tài)金屬在電場下自主運動可變形的特性從理論和技術層面論證了液態(tài)金屬柔性機器人的可能性。
現在,中科院理化技術所的研究人員又有了新發(fā)現。鎵基合金一直是以銀白色的金屬光澤示人,但這種液態(tài)金屬表面在犧牲金屬或電場的刺激下可產生變色現象,使得液態(tài)金屬具備了類似章魚等頭足綱動物的柔軟、可變形變色的特點。
研究表明,鎵基液態(tài)金屬的變色是由于其表面產生了百納米厚的三氧化二鎵介孔薄膜,其色彩來源于兩種截然不同的光學過程。當被放置在石墨基底上并與電解質溶液中的鋁箔混合時,由于三氧化二鎵薄膜的散射和薄膜—金屬界面出現的微納米空腔,液態(tài)金屬表面上出現銀白色到金色最后到黑暗的顏色變化。
據該文作者之一的饒偉研究員介紹,在電場的調節(jié)下,薄膜的上下表面光滑,入射光發(fā)生薄膜干涉,使得液態(tài)金屬表面可以出現類彩虹色的分布。
此研究結果為開發(fā)具有智能偽裝功能的柔性機器人,提供了新的設計思路。
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