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与以往液态金属的相关技术突破和应用不同，这个团队全球首次提出“轻质液态金属” 概念，并发明了一种前所未有的轻质量液态金属材料。 液态金属，又称“非晶合金”或者“金属玻璃”，是一种具有类似液体状态下原子结构的固体，具有特殊的结构和性能，是一种革命性的新材料。和传统晶态材料相比，液态金属无空位、位错、晶界等缺陷，具有高强度、高硬度、高光洁度、高弹性、耐腐蚀和耐磨损等优异性能。目前，在全球研发的液态金属材料（有的已经实现量产，早在2010年，苹果新机iPhone4／4s 的SIM卡针使用的就是液态金属），在许多方面的性能表现都优于“材料之王”石墨烯。 而这次发布的研究成果，又将液态金属研究向前推进一大步，有望撼动石墨烯材料的霸主地位。对于这次的研究成果，文章的通讯作者、清华大学刘静教授表示：“此项研究有幸第一次提出‘轻质液态金属物质’概念，具有基础性和普适意义。根据需要，轻质液态金属可以与其他物质相混合，从而赋予更多目标功能。总体上，液态金属以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能集于一体（电、磁、声、光、热、机械、流体、化学），这是非常独特的。 研究中已展示的轻质液态金属，具备了许多优异功能，比如高导电性、 磁性、可变形、可组装叠加、高导热性、可在液态和固态之间灵活转换特性等。这些都是石墨烯的强项。石墨烯由于不易变成液体，这使其在许多应用场景上不及液态金属广泛，比如作为电子墨水、3D 打印材料、注射骨骼、外骨骼、机器人”。 提到液态金属，我们首先想到的肯定是水银。但水银对环境和身体有较大的损害也是众所周知，并且既然本质上是金属，就意味着有密度高、质量重的缺陷，必将大大限制其应用场景。以这篇研究论文所说的材料为例，这种镓铟共晶合金（Eutectic Galliumindium Alloys）本身密度高、质量重。其“轻质”的关键在于在镓铟共晶合金（Eutectic Galliumindium Alloys）基础上加入了特殊物质和结构的液态金属，使其密度可调范围为 0．448～2．010 g／cm3。这种材料接近完美：可塑性强、无害（良好的生物安全性）、密度轻，甚至比水的密度还小。 在这种镓铟共晶合金的制备过程，引入的神奇材料——空心玻璃微珠，这是一种具有中间镂空结构的超轻材料，就是论文中提到的 “K1” 型空心玻璃微珠，密度为 0．125g／cm3。刘静特别指出：“制造过程没有污染，包括液态合金制备、空心玻璃微珠以及各种功能物的加载等，相应材料有很多选项，且本文方法是基础底层方法，可扩展到较广范畴。”更神奇的是，在温度调节下该材料能保持良好的材料一致性和导电性，并可在完全柔软和坚硬的状态之间自由切换，将液态金属的特性发挥到了极致。 前景无量的液态金属 液态金属是一个新兴的朝阳产业，蕴含着无限的发展潜力和市场空间。对标已经开启商业化的“石墨烯”，石墨烯产业进入快速发展的阶段，市场正逐步扩大，预计2021年我国石墨烯市场规模将达到1026亿元，液态金属凭借更多的优异特性和更为广泛的应用场景，是否能为我们带来更多的想象空间呢？ 目前，在液态金属方面的标的公司：东方锆业、生益科技、云海金属、安泰科技、宜安科技。其中，宜安科技作为行业内较早进行液态金属研发的企业，拥有全球最大规模生产锆基非晶合金的生产线，与中科院金属所合作，掌握液态金属核心技术，拥有在大块成型工艺、材料成分和设备制造的三大核心技术，是目前为止全球唯一一家能对外公布具备大形块状非晶金属成型能力的企业。
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发表于 2020-5-28 16:55:44
