科学家发现液态金属在石墨表面的自由塑型效应

　　 记者日前从中科院理化所获悉，该所科研人员首次报道了液态金属可在石墨表面以任意形状稳定呈现的自由塑型效应，并实现了逆重力方式的攀爬运动，研究以封面文章形式发表于《先进材料》。

　　科研人员首次发现通过引入石墨基底，可灵活自如地将处于电解液环境中的液态金属塑造成各种锐利图案如条形、三角形、方形、环形以及更多任意形状。迄今，液态金属虽可通过外加电场短暂改变形状，然而一旦去除外场，液态金属即会在其表面张力作用下迅速回缩成球形，无法维持先前的结构。此次发现的液态金属自由铺展与塑型效应，为柔性变形机器人的研制乃至4D打印等提供了新方向。

　　实验表明，将一滴液态金属置于浸没在氢氧化钠溶液中的石墨表面上时，液态金属会自动摊开形成扁平的煎饼状，这与位于玻璃基底上以球形方式呈现的液态金属非常不同。引发这类铺展效应的原因主要来自液态金属与石墨基底间的电化学相互作用。该项研究首次实现了在开放液体环境中的液态金属自由塑形，突破了原有的液态金属元件调控模式，在不定形柔性电子器件、可变形智能机器的设计乃至先进制造方面有重要价值。

　　进一步地，基于石墨表面的液态金属自由塑形效应，研究人员探索了电场作用下液态金属不同于传统基底材料如塑料、玻璃等情形的丰富的物理化学图景，初步揭示了其独特的变形及匍匐运动行为的内在机制。这项新发现扩展了近年来兴起的液态金属柔性机器的理论与技术内涵。