2014-10-16 现代快报(第B10版)
东大团队发现类似液体的纳米级固体金属
《终结者》里打不死的液态机器人可能将走进生活
快报讯(通讯员 许启彬 见习记者 欧阳丽蓉 记者 金凤)在电影《终结者》中,液态金属机器人被枪击后,身上出现数个大窟窿,可不久后就完成“自我修复”,恢复原样。科幻片里的场景,有可能出现在现实生活中吗?近日,东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授研究团队发现,在极小的纳米尺度(小于10纳米)下,普通的固态金属无论如何受力形变,都能恢复原形。这项研究成果在最新一期《Nature Materials》(《自然·材料》期刊)上在线发表,并被选为封面论文。研究者表示,可以利用这项特性,制作金属关节、金属防弹衣等。
近日,东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授团队,与浙江大学电子显微镜中心张泽院士,麻省理工学院李巨教授和匹兹堡大学毛星源教授的团队合作,发展了一种原位电子显微技术,在国际上首次观察到10纳米以下固态金属银颗粒在室温下的类液态行为。
研究者表示,在室温下,这种尺度为10纳米以下的纳米晶体银颗粒在挤压、拉伸等外力作用下,会变得像面团一般柔软,甚至可以像液体一样任意变形。更奇特的是,外力撤除后,纳米颗粒可以像电影《终结者》中的液态金属机器人那样,自动恢复原形。
孙立涛课题组的科研人员表示,金属材料到了极小的纳米尺度,其表面原子所占的比重越来越大,其变形机制越来越受表层原子的运动影响。纳米金属就仿佛穿了一层水膜似的外衣,一旦受到外力,“水膜”一样的外层原子就会先运动起来。这时,纳米金属就有了固体和液体的双重特性。也就是说,纳米金属受挤压过程中,表层原子会迅速移动形成新的表层。而当撤除挤压时,这层活跃的“水膜”又会往上跑,直到把金属颗粒恢复原形。
科研人员把这种可恢复原形的塑性行为,叫做赝弹性。研究者表示,今后可以制造出无论怎么变形都能复原的金属关节、具有记忆功能的存储器件、打不穿的金属防弹衣,甚至电影里的液态金属机器人。