新材料可快速膨胀固化也可再次恢复液态

发表于:2018-01-16 来源:科技日报
关键词: 快速膨胀 新材料

我国科学家近日在液态金属研究领域又获新进展。清华大学教授刘静研究组联合中科院理化技术所,发现了一种基于多孔液态金属(镓铟合金)的普适性柔性材料——PLUS材料。这种材料在极限情况下可快速膨胀至原体积的7倍以上,膨胀后甚至可携带重物漂浮于水面。相关论文近日在线发表于国际学术期刊《材料视野》上。

刘静研究组通过在液态金属内部加载铁纳米颗粒并引入化学反应机制,可快速制造出柔性多孔金属材料,其孔径大小可灵活调控,且体积膨胀后还可再度迅速恢复成液体状态,经加热能够多次重复膨胀。这些特性为制造新型水下可变形机器、柔性机械臂、外骨骼以及发展柔性智能机器人技术打开了新的思路。

实验表明,在加热条件下,PLUS材料可在内部迅速形成孔隙结构,在几分钟内即可膨胀至原先体积的数倍,甚至能将重物携带至溶液表面。在此过程中,PLUS材料由液体逐渐变为膏状物,经氢氧化钠溶液处理并烘干后,可得到异常坚硬的多孔金属材料。如果在此固体材料上再次添加盐酸并搅拌,可使其重新恢复至液态。这种液固转换过程可重复100次以上。

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