液态金属研究援引了《终结者》电影——但要友好得多

时间:2020-05-12 18:27 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

液态金属研究援引了《终结者》电影——但要友好得多

张璞喜欢把他的团队对液态金属的研究比作终结者——特别是1991年的《终结者2:审判日》,在这部电影中,一个来自可怕未来的机器人杀手可以变成任何人和任何东西来追逐它的人类猎物。

当被告知这可能不是最好的比喻时,张笑着承认:“说实话,我从来没看过那部电影!”

张是纽约州立大学宾厄姆顿大学机械工程专业的助理教授,他的最新研究成果将发表在5月号的《增材制造》杂志上。

张与博士生方航邓和光卡阮合作,开发了他所说的“世界上第一个液态金属晶格”,它是由菲尔德的合金制成的。铋、铟和锡的混合物——以其发明者Simon Quellen field的名字命名——在相对较低的62°C(144°F)的熔点下变成液体。

菲尔德的合金目前在核工程和其他应用中被用作液态金属冷却剂,但是沃森团队展示了其他潜在的应用。他们通过混合制造工艺将金属晶格材料与橡胶壳结合起来。这种新工艺集成了3d打印、真空铸造和适形涂层(用于电子线路,以防止潮湿、灰尘、化学品和极端温度)。

“没有外壳,它就不能工作,因为液态金属会流失,”张说。“外壳骨架控制着整体的形状和完整性,因此液态金属本身可以被限制在通道中。我们花了半年多的时间来开发这种制造工艺,因为这种新的晶格材料很难加工。你需要找到最好的材料和工艺参数。”

沃森团队制作了一系列的模型,在加热到熔点后恢复形状,包括“蜘蛛网”形状的天线、蜂巢和足球,以及字母BUME(当然是为宾厄姆顿大学机械工程学院设计的)。然而,也许最像终结者的,是当金属晶格融化时慢慢张开的手。

这些原型提供了非凡的视觉效果,但它们背后的特性可以激发无数的用途。当液态金属处于固态时,它是非常安全和坚固的。它在被压碎的时候会吸收很多能量;然后,经过一些加热和冷却,它回到原来的形状,可以重复使用。

自从2012年在匹兹堡大学获得博士学位以来,张就一直在研究晶格材料,他认为这种新型液态金属研究为美国国家航空航天局或私营太空公司提供了许多可能性。例如,卫星设计者可以把“蜘蛛网”打包成一个小包裹,然后在轨道上把它作为天线展开。也许未来在月球或火星上的定居点结构可以在探索船上占用更少的空间,然后在宇航员到达目的地时进行扩展。

他说,用金属晶格材料建造星际飞船甚至可能有意义。通常情况下,工程师们用铝或钢来制造缓冲结构,但当你登上月球后,这种金属会吸收能量并变形。它用完了——你只能用一次。”

“使用这种磁场的合金,你可以像其他金属一样撞到它,但之后会把它加热,以恢复它的形状。”你可以反复使用它。”

沃森团队已经在探索如何在这种金属晶格的基础上进行研究,包括不同的结构类型和改进的涂层材料。张心里仍然有一个终极目标:“我们的梦想是建造一个液态金属点阵机器人,现在我们有一只手了,所以我们又前进了一步。”

只要它是一个友好的机器人。

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