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《大英雄天團-液態金屬》

哈妮蕾夢

Photo by Disney

《大英雄天團》的哈妮蕾夢可以不費吹灰之力,將原本硬梆梆的金屬在幾秒鐘之內瓦解,還可以將這些非固體型態的金屬裝在透明小球中,現實生活中是否也能做到這些事情呢?

來自北卡羅萊納州大學的研究團隊已經知道有一種液態金屬,其性質使這群化學家可以把它像電影「魔鬼終結者2」裡面的T-1000一樣把玩,甚至做出這個暴力機器人的小型翻版。

這群化學家先是發現,只需要將極小的電流通到置於水中的鎵合金(原本在室溫下就是液態),就可以改變它的形狀。再經過三年的研究,他們終於知道這個特別的反應是怎麼回事:通電時,在鎵合金表面會形成一層氧化物,它會改變金屬與水之間的表面張力;一旦電壓移開,張力又會不著痕跡地消失,從大約每平方公尺50萬焦耳降到近乎零,這麼戲劇性的變化會造成許多電液動(electrohydrodinamic, EHD)現象。

參與這個題目的研究員之一,麥克爾迪奇(Michael Dickey)博士說,「這是我做過最有趣的科學工作,因為還沒有任何文獻解釋過這個現象」;「對一滴液體而言,有兩個主要的因素支配它的形狀和行為,重力和表面張力。如果我們可以控制表面張力,那麼就可以控制液體的形狀。」博士說,控制液態金屬的形狀,能夠有很廣的應用,例如可以控制在特定時間將電路變形,去執行不同的任務、相機和望遠鏡中的鏡片可以變形以調整焦距,甚至更久之後在其他材料上會發現類似的技術。

鎵合金的氧化表層在空氣中太堅硬,若不放在水中沒辦法有相同效果,不過研究人員相信,可以找到其他材料,在不同環境中也能產生類似效果。

請不要期待馬上就能看到T-1000大軍從你家門前經過(或滑過或飛馳過)。在鎵合金中,這個現象目前只可能發生在很小的尺度中,因為一旦包含太多質量,重力的影響就會取代張力,使整個系統崩塌。

液態金屬(liquid metal)原本泛稱在特定條件下,型態如液體(非結晶結構)的金屬,不過有一家利用此技術開發產品的公司正以此為名 — 「液態金屬科技公司(Liquidmental Technology Inc.)」使用鋯、鈦、銅、鎳、鈹做出的「液態金屬 LM001B 型合金(Liquidmental LM001B alloy)」,加熱後會形成非結晶結構很容易塑形,冷卻後又會自然結晶而定型。利用 LM001B 製造的產品具有強度高、不易磨損、不易腐蝕等特性,已經被應用於製造例如飛機的副翼、外科手術用具、刀刃、手錶等,很快地還會用來製造更輕薄又堅固的手機和平板(或阿廣的微型機器人?)。

參考資料:

關於作者

張鳳茹

PanSci 實習編輯 | 主修大氣科學。喜歡弄文字、玩音樂。傾向自然,不管是拿來讀的那種,渾身散發出來的那種,還是可以去野餐的那種。