【文匯網訊】（香港文匯網記者 趙臣）記者今日從中國科學技術大學獲悉，該校張世武副教授研究團隊、澳大利亞伍倫貢大學李衞華教授研究團隊和蘇州大學李相鵬副教授研究團隊組成的聯合研究組，設計了基於鎵基室溫液態金屬的新型機械人驅動器，並首次實現了液態金屬驅動的功能性輪式移動機械人。該研究有望啟發一種新型驅動方式，彌補傳統機械人驅動方式（電機、液壓及氣動等）結構複雜、體積大以及驅動能效低等不足，促進未來微小機械人及特種機械人系統的發展。在不久的將來，液態金屬機械人將在癌症靶向治療及智能柔性可穿戴設備等領域大展身手。近日，該成果發表在《先進材料》雜誌上（Adv. Mater. 2018, 201805039）。
據悉，電影《終結者》中的液態金屬機械人「T1000」開啟了液態金屬在機械人領域應用的夢想之門。鎵基室溫液態金屬具有獨特的表面性質和理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實現變形、移動、分離以及融合等多種形態學變化，在微納機電系統、微流體、生物醫學以及機械人等領域具有巨大的應用前景，引起國際上的廣泛關注。然而，液態金屬在機械人領域應用研究目前僅局限於對處於電解液環境中的液態金屬液滴本身的操縱，尚無能夠脫離電解液環境運行的液態金屬功能性機械人的研究報道。
研究團隊通過設計具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結構，將液態金屬液滴限制在狹長的輪體內部；通過巧妙設計的隨動微型電極支架施加外部電場驅動輪體內液態金屬運動，進而持續改變輪式機械人的重心，驅動輪式機械人滾動。同時，研究人員對所提出的新型液態金屬機械人進行動力學建模與分析，並通過實驗探索了電解液濃度、施加電壓、液態金屬體積、輪體結構等參數對機械人運動性能的影響，獲得驅動運動的最佳參數匹配。在此基礎上，研究團隊通過集成電池系統，成功設計了新型液態金屬自驅動輪式移動機械人。
責任編輯：于岄鳴