可以流动的金属机器人

在1991年上映的电影《终结者2：审判日》中，未来机器人和人类发生了一场大战，超級电脑“天网”为了阻止人类领袖康纳，派出了机器人T-1000从未来穿越到20世纪末追杀少年时期的康纳，与此同时，成年的康纳也派出了机器人T-800——由阿诺·施瓦辛格饰演的机器人男主回到过去，保护年幼的自己，一场大战就此展开。

相信只要是看过这部电影的人，都会对电影里的反派机器人T-1000印象深刻。它可以随意变形成任何形状，被子弹打中或者融化后，又可以重新复原，十分不可思议。

现在，T-1000这样的机器人将不再是神话，它可能成为现实！科学家们发现了一种简单的复合液态金属，它可以“吃掉燃料”，自行运动和改变形状。因此，研究者们将其命名为液态金属软体动物。虽然和电影中人形的T-1000还有一些差距，但是它为液态金属机器人的未来铺平了道路。

前景广阔的液态金属

说起液态金属，很多人第一个想到的是水银，也就是金属汞，它是常温常压下唯一以液态存在的单金属。由于汞在常温下就能蒸发，且汞蒸汽和汞化合物多有剧毒，所以人们一度对液态金属有着很深的刻板印象，这阻碍了人们对液态金属的关注。

实际上，除了水银，还有许多合金在室温甚至很低的温度时，也是液态的，比如镓铟合金（以一定配比制成合金后，在室温下呈现液态）。复合型液态金属，尤其是镓基液态金属现在被视为一种未来材料，它既有固体金属一样出色的导电性，又可以像水一样自由流动，而且通过人为调控（改变金属组成和配比等），可以成为不同性能的优化材料，从而在工业和医学等多领域有着广泛的应用前景。

首先把液态金属引入工业领域的就是计算机散热问题。随着现代科技的发展，计算机的运算速度越来越快，更高的运算速度意味着更多的热量，因此计算机的散热成了阻碍计算机芯片发展的难关。液态金属的热导率非常高，可以实现更加高效的热量输运，并且拥有极限散热能力。特别是液态金属的沸点在2000℃左右，能够经受很高温度而不会被汽化。

另外，人们还可以利用液体金属来打印金属电路，实现电路的快速制造。这里有一个小趣闻，当时在清华大学刘静教授带领的研究小组里，有一次，液态金属飞溅到了研究员的电脑屏幕上，结果一些金属残留在电脑屏幕上，根本擦不下来。研究人员就此发现了液态金属材料在不同的基底表面上的粘附性存在巨大差异。当液态金属被涂覆在特定的基底表面上，粘附性很大时，它就会固定在上面，我们便可以随意打印出任何图案。

最后，液态金属还可以应用在医学领域，来连接受损的神经。神经网络遍布于人体全身，神经损伤与断裂在医学上极为普遍。当前，治疗周围神经损伤主要的方法是自体神经移植，但该方法却受到供区神经来源不足、供区神经功能丧失，以及供区神经结构和尺寸不匹配等限制。因此，寻找合适的神经移植替代物一直是神经修复领域中的重大挑战。

由于神经的功能主要是通过电信号的传输和响应来实现的，使用液态金属作为高传导性神经信号通路，可以使神经信号在神经元间持续不断地传递，大大加速神经的修复过程。

柔性机器人

了解完神奇的液态金属，让我们回到开篇的话题——柔性机器人。所谓柔性机器人就是指可以在不同形态之间自由可控转换的可变形机器人。由于液态金属是一种不定型金属，可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物，英国苏赛克斯大学的研究人员就曾使用外加电场控制液态金属内电荷的排布，从而控制液态金属的形状，外加电场并不是固定的，可以通过电脑程序随时改变，因此研究人员可以灵活地控制液态金属的形状和运动。

不过，人为控制液态金属并没有什么好惊奇的。真正让我们感到意外的是液态金属软体动物，它可以“吞食”金属铝，然后保持1到2个小时的运动状态。实际上，金属铝和镓基液态金属接触时，金属铝中的电子流向镓基合金，造成不同部位的电荷产生差异，从而引起液态金属的运动。而且实验中的液态金属是置于氢氧化钠溶液中的，被液态金属“吃了”的铝也会和溶液发生反应，产生氢气，进一步推动液态金属运动。

在清华大学刘静教授的实验室中，研究人员们发现，在预先设计好的金属运动管道里，液态金属软体动物可以根据管道的大小和方向，自行改变形状，真正让科学家们看到柔性金属机器人的未来。因为液态金属软体动物不需要外加任何电场，它完全是自主运动的。这为科学人员提供了一个新的思路，柔性的金属机器人终于可以摆脱电场的束缚，变得更加自由了。如果沿着这个方向继续研究，实现T-1000那样的金属机器人也是有可能的。

当然，一切的科学研究都离不开实际应用的推动。得益于液态金属可变形的特点，未来，液态金属机器人可以用于特殊任务，例如搜寻和救援地震灾民，因为他们可以改变形状，在门下滑动，进入人类无法进入的空间。而且，科学家也在积极研究沿着血管或腔道运动的柔性机器人，帮助人类清理血管或者肠道等，“顺道”还可以做个药物递送和微创手术什么的。