液态金属：新的“生命”形态？

哈立德

液态金属变身“软体动物”

2015年春，Advanced Materials（《先进材料》）上，发表了一项由清华大学医学院生物医学工程系刘静教授团队联合中科院理化技术研究所得出的研究成果。这一团队首次发现了电场控制下液态金属与水的复合体，可在各种形态及运动模式之间发生转换的基本现象。

在放有氢氧化钠（火碱）溶液的凹槽里，两只约有成人小指粗细，长度却只有不到一半的液态金属“蚯蚓”静静地“沉睡”着。但只要“喂”给它们一小块铝箔，这两只银白色的“蚯蚓”就会在凹槽中游走，直到迎头相撞，便旋即合为一体，像编组站里的火车，挂接上新的车厢之后继续前行……

这种呈现出“生命”特性的金属，叫作“镓基液态合金”。具体来说，它是由镓和铟这两种低熔点稀有金属组成的合金。浸在氢氧化钠溶液里的液态镓铟合金，能够“吃进”铝箔，并像“吃饱了饭的动物”一样开始移动。正因如此，在《先进材料》上发表的论文中，它们被称为“仿生型自驱动液态金属软体动物”。

刘静教授团队的此项工作成果，源于长期以来在液态金属领域不断研究推进中的偶然发现。他们的研究表明，让镓基液态合金变身成为“软体动物”的本质原因，是合金“吃”铝的过程，剥掉了一部分铝表面的氧化铝层，使其露出了“新茬”。于是，浸在氢氧化钠溶液里的镓铟合金和铝，就在镓铟合金里产生了内生电场。或者说，这个液态合金和铝组成的系统，发生着类似电池内部的电化学反应。

这种反应的效果，就是改变了液态金属的表面张力，使金属珠“两侧”能够像公园脚踏船的桨叶那样“拨水”，成为推动金属珠前进的主要动力。