【云展览 微科普】11、液态金属
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走进中国科学院创新成果展
（十一）液态金属
科幻电影《终结者》里
描述的液态金属机器人
能够变换任意造型
给我们留下了深刻的印象
液态金属不仅是3D打印技术
也称增材制造技术的基础
同时也推动了
柔性智能制造的进步
想知道液态金属的神奇奥秘
就快来看看下面的视频吧
文末还有展示液态金属
“生命力”的彩蛋视频哦
液态金属开创全新工业视频
视频来源：中国科学院理化技术研究所
说起液态金属，就不得不提到一个深入人心的形象——电影《终结者》中的机器人，从一滩铺于地面的金属液体可以瞬间幻化为人形战士。
多年后，科幻正在逐渐变为现实，科学家们发现一种新型材料——液态金属与电影中神奇液体有着相似的形态，科研人员在研究过程中还发现了它所具备的诸多神奇属性，例如吞噬特性、可控相态变化、变色效应等等……研究结果正在预示着：液态金属机器人，真的不只会出现在科幻电影里。
液态金属的神奇属性
什么是液态金属？
液态金属指的是一大类物理化学行为十分独特的新兴功能合金材料，常温下呈液态，具有沸点高、导电性强、热导率高等属性。其制造工艺不需要高温冶炼，环保无毒，有关成果被认为是人类利用金属的第二次革命，可广泛应用于工业制造、生物医疗、教育与文化创意等领域。
液态金属及其复合材料
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液态金属的主要成分？
液态金属是一类熔点低于300℃的低熔点金属单质或合金，其中室温液态金属的熔点低于30℃，在室温环境下即可呈现液态。
自然界中的室温液态金属单质共有三种：汞，镓和铯，熔点分别是−38.87℃，29.8℃和28.65℃。汞的挥发性较大，毒性较强，当含汞的废弃物进入生态循环，将对人和环境造成危害。铯属于碱金属，除铯之外，锂、钠、钾、铷也属于碱金属系列，由它们组成的合金通常熔点较低（如熔点为-12℃的钠钾合金）。但该类金属及其合金会与水或空气中的氧气发生剧烈反应，例如质量小于1g的钠钾合金即能引发燃烧或爆炸，所以其应用也被严格限制。
目前研究较多的液态金属均是以镓基、铟基、铋基等金属或合金所构成，它们具有低熔点性质的同时，也具有一定的生物相容性，对环境影响也较小。
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液态金属发展现状
中国科学家团队研究成果
中国团队在液态金属研究领域目前属于国际领先地位。液态金属材料及其应用正处于蓄势待发的阶段，将为能源、电子信息、先进制造、柔性智能机器人，以及生物医疗健康等领域技术的发展带来颠覆性变革，并催生出一系列战略性新兴产业，如液态金属印刷电子产业、金属室温3D打印产业、液态金属合金材料产业、液态金属先进散热技术产业、液态金属热界面材料产业、液态金属印刷功能墨水产业、液态金属能源利用技术产业、液态金属生物医用材料技术产业、液态金属柔性机器产业等。
液态金属材料主要应用于电子增材制造、热控与能源、生物医学、柔性机器等四大领域，其产业化应用目前主要由中国相关的科技公司在进行，如北京梦之墨科技有限公司、云南中宣液态金属有限公司、云南科威液态金属有限公司、云南靖创液态金属热控技术研发有限公司等，并形成了一定的产业规模。
电子增材制造和热控与能源
生物医学和柔性机器
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液态金属电子增材制造技术
下面以电子增材制造领域为例进行介绍。
首创的液态金属电子增材制造技术是以液态金属为导体材料，利用PI、PET、纸张等为基础支撑或绝缘材料，以增材制造模式构建电子电路的一种技术。相较于传统电子电路制造方法，液态金属电子增材制造技术同时结合了新材料及新工艺的特点，使得采用该技术的电子制造过程具备“高效率、低成本、超柔性、无污染”的显著优势。
采用液态金电子增材制造技术制作的电路
在产业化应用成果上，已研发出具有完全自主知识产权的桌面级电子电路快速制作系统以及工业级柔性电子印刷服务平台。
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桌面级电子电路快速制作系统
可快速实现传统电路板、柔性电路板以及柔性可拉伸电路板的制作，满足现场即时的个性化电子制造需求。已在创新教育领域成功应用，如电子类基础教学、工艺实训、电子竞赛等场景。
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工业级柔性电子印刷服务平台
工业级柔性电子印刷服务平台主要依托于自主研发的液态金属电子增材制造技术，使用特定设备及工艺将液态金属材料快速印制在多种基材表面，从而实现满足不同需求的电子线路印刷。
该平台的核心，如导电墨水、印刷工艺、产线搭建等均自主研发实现，可提供印刷生产、技术支持、客户培训等全流程服务。相比于传统柔性电子电路制备工艺，该平台的柔性电子印刷工艺在产品性能、加工方法、生产效率、节能环保等方面均具备明显优势。这套全新的技术将为未来柔性电子印刷产业的发展提供新的方向，为智能包装、物流仓储、汽车电子、消费电子、医疗医药、智能穿戴等多个热门领域提供先进的技术支撑。
工业级柔性电子印刷服务主要面向FPC 柔性板、FPC 天线、RFID 电子标签、表面共形电路、超柔性连接件等几大方向。
技术特点
产品优势
有“生命”的液态金属
视频来源：中国科学院理化技术研究所
特别感谢
中国科学院理化技术研究所
吴聪
提供以上内容
鸣谢
中国科学院科技促进发展局
中国科学院理化技术研究所
文章来源：“院史天地”公众号
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