原創 怪羅科普

在電影《終結者2》中，為了提前殺死未來的人類領袖，天網派出了一個超級王牌新型機器人——T-1000。

相較于施瓦辛格飾演的老終結者，T-1000明顯強大了許多，它由一種被稱為“液態記憶金屬”的科幻材料打造，可以在-182℃到3000℃的環境下自由生存。

其中，讓人比較印象深刻的是T-1000可以由固態切換成液態并穿過鐵牢，也可以在打散之后重新組合起來，這個無所不能的T-1000估計是許多人的童年噩夢。

據信，《終結者》系列的導演詹姆斯·卡梅隆在1984年拍攝第一部的時候就已經設想過擁有T-1000相似能力的機器人了，只是受限于當時的CGI(電腦三維動畫)技術，他沒法將這種機器人放到電影中展示。

然而，最近有科學團隊在現實中研制了類似的材料，制作了一個小型機器人，并讓它液化通過鐵籠后重新恢復成固態原形，以此來致敬《終結者》系列。

圖：現實中的小機器人液化通過鐵籠后復原

磁活性固液相變機器

在現實生活中，現在硬體機器人已經非常常見了，也用到了各個領域，只是還沒有達到科幻電影中機器人的能力。

但是，硬體機器人的缺點就像《終結者2》中描述得那樣，它很難通過一些狹小的空間，或者說它不夠靈活，只能在一些特定的環境下工作。

軟體的機器人同樣也存在，這種機器人可以進入狹小的空間，但它們能做的事情很有限，甚至無法搬動重物，最重要的是它們很難控制。

為了找到一個折中方案，香港中文大學Chengfeng Pan博士領導的一個科研團隊在大自然中尋找靈感。

海參? Adobe Stock

他們發現，海參等動物可以改變其組織的剛度以提高負載能力并限制物理損傷，而章魚可以改變其手臂的剛度以進行偽裝、物體操縱和運動。

所以，只要找到一種材料，讓它能夠輕易在“軟態”和“剛態”之間切換，似乎就可以解決只有一種形態的機器人的許多痛點，在一些更特殊的場景上得到運用。

圖：水銀

這個團隊最終把目標鎖定在那些在接近室溫的溫度下就能變成液態的金屬，這里你可能會想到水銀，但其實水銀很不理想，因為水銀要變成固態需要很低的溫度（-38.87℃）。

在經過篩查之后，金屬鎵非常符合要求，常溫下基本是固態，但是熔點只有 29.8 °C。

然后，該團隊在鎵中添加了釹鐵硼磁性微粒，添加磁性微粒的目的主要有兩個：

圖：鎵

一個是它能讓材料對交變磁場做出反應，因此只要通過磁場感應來加熱材料引發固液相變就好了。

另外一個則是賦予機器人機動性和響應磁場移動的能力，簡單地說就是方便操控機器人。

其實，相移材料很早就出現了，但之前的材料需要外部熱源或電流來進行相轉換，而這次中國的團隊則是利用了磁場，他們把這個稱之為“磁活性固液相變機器”。

是否和T-100能力差不多？

這個團隊除了讓一個液化的機器人通過了鐵籠之外，它們還做了一系列測試，包括讓固態時的小機器人跳過 21 毫米的坎，爬墻等等，而液態時的機器人可以輕松繞過物體，并重新組合，在重新組合和重新固化之前，機器人甚至還可以分開執行協作任務。

雖然能力上看著很有潛力，但其實它和T-1000還是有很大的出入的。

液化之后的材料其實是通過一個模具重新將小機器人復原的，另外受限于磁感應操控，這種小機器人的最高速度只能達到1.5 m/s，而受限于材料本身，它的最高負載大約只有30公斤。

不過由于T-1000是在液氮和鋼水的作用下被終結的，所以專家還是調侃說：為將來準備一些液氮或鋼水可能是明智的。

那么，還有一個問題，這樣的材料將來會用在哪里呢？

其實，幾乎所有科研團隊的辛苦鉆研的目的都是希望能找到其研究項目的潛在價值，并從中獲利，我們現在所有應用的所有技術都是這么來的。

磁活性固液相變機器的目的是解決我們前面提到的純固態和液態材料打造機器的一些痛點，它將解決一些醫學和工程問題。

在工程學方面，該團隊設想該系統能夠在難以觸及的空間進行維修，并作為“通用螺釘”使用，它會融化到螺孔中并凝固，而無需實際擰緊。

對醫學的潛在價值是該團隊最希望探索的，因為這種相移材料不需要借助電流，而磁場對人體幾乎無害。

他們通過一段視頻展示了小機器人液化之后，在人體的胃里輕松取出異物，另外也可以將藥物輸送到體內最合理的位置，做到更精準地治療。

總得來說，這個相移材料在將來還是有一定潛力的，不過也有人擔心把它武器化的話會帶來一些麻煩，因為它將是難以追蹤和提取的東西。

參考資料：

[1].https ://doi.org/10.1016/j.matt.2022.12.003

原標題：《震驚！中國制造出“液態記憶金屬”，制作的機器人可自由固液切換》

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