液体金属

终结者液体金属出现了像未来战士可变

发布时间:2023/11/13 9:33:36   

据《防务博客》网站24日报道,据美国空军研究实验室消息,美国军事科学家已经开发出一种类似“未来战士”的液态金属,就像好莱坞电影里的终结者机器人战士一样,可以自动改变其结构。

科学家们开发了这一可变形的液态金属系统,它可以弯曲、折叠、折叠和拉伸。这是下一代军事设备的主要研究领域。一些导电材料在被拉伸时,会改变其导电特性。通常,导电率随拉伸而降低,电阻随拉伸而增大。美国空军研究实验室(AFRL)的科学家们最近开发出的这一被称为聚合液态金属网络的材料,它的特性正好与前述特点相反。

这些“聚合液态金属网络体”可以被拉伸到%,自动地对应变做出反应,以保持这两种状态之间的电阻几乎相同,同时能够恢复到原始状态。这都是由于材料内部的自组织纳米结构,可以自动的执行相关响应。

“这种对拉伸的反应,与你所期待的完全相反,”负责该项目的AFRL首席科学家克里斯托弗·塔博尔博士说:“一般来说,当材料被拉伸时,由于电流必须通过更多的材料介质,所以其电阻会增加。用这些液态金属系统进行实验,我们看到了相反的反应,这是完全出乎意料的。坦率地说,这是令人难以置信的,我们后来才了解到究竟这是发生了什么。”

导电材料在这些不同的物理条件下,保持其具体性能,有着许多的应用空间。例如用于下一代可穿戴电子设备。又例如,这种材料可以集成到服装中,通过衣料和身体传递能量时,无论弯曲肘部或旋转肩膀,都不会改变衣料传递的能量。

AFRL的研究人员还评估了这种材料在做成类似加热手套的形状时,其特有的加热性能。他们通过持续的手指运动来测量热响应,并在恒定的电压下能够保持近乎恒定的温度。目前最先进的拉伸加热器在电阻变化时,会失去大量的热能。

这个项目从去年开始,由美国空军科学研究办公室提供的基础研究资金进行开发。目前正在探索与私营公司和大学合作进一步发展。

研究人员首先测试包裹在外壳中的液态金属粒子,这种外壳类似水球。然后,通过聚合过程,每个粒子被化学作用拴到下一个粒子上,这就类似在链条上添加链环。最终所有的粒子都相互连接。当连接在一起的液态金属颗粒被拉紧时,颗粒被撕开,液态金属流出。这一连接形式使其体系具有导电性和固有的延展性。在第一次拉伸后的每个拉伸周期中,导电性增加,最终恢复正常。更令人惊讶的是,经过次这类循环后,没有检测到材料出现疲劳迹象。

“聚合液态金属网络体的发现,对于可拉伸的电力传输、传感和电路是非常理想的。”AFRL材料和制造理事会的研究化学家斯拉舍尔上尉说:“有了这项技术,人类与电子系统的界面接口将能够连续运行工作,而且重量更轻,并能够提供更多的电力。”

他补充道:“我们认为,这一发现对于其涉及的众多应用场景来说,确实令人兴奋。”“这是目前市场上还没有的东西,所以我们真的很高兴把它介绍给全世界。”



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