中國科學院理化技術研究所雙聘研究員、清華大學醫(yī)學院教授劉靜，最近很忙。他帶領的聯(lián)合科研團隊首次揭示了柔性液態(tài)金屬的節(jié)律性自發(fā)振蕩效應和跳躍現(xiàn)象，取得了液態(tài)金屬理論的突破性進展；柔性液態(tài)金屬“車輪”能載著3D打印的塑料小車或小船，在電場中做各種復雜的運動并搭載物質。

柔性液態(tài)金屬是一種可變形的金屬。除此之外，科學家們還對它有更多的“智慧”期望：能夠自主運動、能夠具有生物體的一些基本功能。液態(tài)金屬研究一旦取得突破，將在智能機器人制造、國防軍工、生物醫(yī)藥、電子學、材料學等領域掀起顛覆性變革。

“震撼！”劉靜這樣描述他和學生首次觀察到液態(tài)金屬驅動的固體金屬絲呈現(xiàn)出節(jié)律運動這一基礎現(xiàn)象時的感受。“我們一直在向自然學習，簡單地說，就是探索讓柔性金屬具有像生物體那樣的功能性。”劉靜介紹，這是一種固液組合的柔性金屬——含鋁的液態(tài)金屬會“吞下”銅絲，而銅絲會在液態(tài)金屬“肌體”內(nèi)進行長時間的往返運動。“不需任何外界動力，它只是將銅絲拽到體內(nèi)，就能使之呈現(xiàn)節(jié)律性振蕩，而且還可通過不銹鋼絲對銅絲的振蕩頻率和幅度加以靈活調(diào)控。這種形態(tài)以往從未被觀測到過。”

這一成果發(fā)表之后引起了全球關注，物理學家組織網(wǎng)站、英國《鏡報》等學術雜志或大眾媒體都進行了報道，美國的《科技新時代》雜志甚至認為它可能將是“新一輪軍備競賽的第一步”。

在這一領域，中國一直處于國際競爭的前沿。“非常幸運的是，液態(tài)金屬領域不少原始性、開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)是由我們做出來的。”劉靜介紹，1999年他回國一段時間后就一直從事這方面的研究，逐步把一個本被認為“不可能”的“冷門”，做成了今天的國際學術“熱點”——2011年，劉靜及其學生關于計算機CPU液態(tài)金屬散熱器的研究論文，被美國機械工程師學會會刊《電子封裝學報》授予2010年度唯一最佳論文獎；2014年年初，他們首次發(fā)現(xiàn)了“電場控制下液態(tài)金屬與水的復合體可在各種形態(tài)及運動模式之間發(fā)生轉換”的基本現(xiàn)象。2016年他們的一系列最新發(fā)現(xiàn)，讓柔性液態(tài)金屬研究更進一步。劉靜說：“如果說我們先前的工作還是在培育柔性金屬的‘細胞’，那么現(xiàn)在它已經(jīng)有了功能性的內(nèi)外骨骼，這為柔性金屬的應用提供了更多可能性。”

“液態(tài)金屬是綜合性前沿交叉領域，我組建的清華-理化所團隊是強強聯(lián)合。實驗室有著學科交叉的濃郁氛圍，大家經(jīng)常在一起討論問題，互相激發(fā)靈感。”在一個冷門領域堅持十幾年，劉靜卻從不說困難，“追逐熱點是最輕松的，但科學不就是要永遠追求前沿，做那些看似‘不可能’的創(chuàng)新和探索嗎？”（本報記者 齊芳）

本文圖片由劉靜提供