常温液态金属：液态金属都有什么

  一支液态金属3D手写笔随手一画，一张电路板瞬间就完成了。云南科威液态金属研发有限公司研发工程师介绍说，以前电路板都是把铜模铺在硅制成的基底材料上，然后按照图纸做刻蚀，需要多道工序，非常耗时。现在，刻写电路再也不是工程师的专利了。今天擅长分析笔记本液态金属科威液态金属谷就为大家伙儿一起来分享关于“常温液态金属：液态金属都有什么”

  说起金属，一股坚硬、冰冷、锐利的气息扑面而来，但自然界的金属并非都那么“冷酷无情”。液态金属，是一种在室温下呈现液态的不定形金属，例如汞、铷、铯、镓等。它们柔软、可塑，同时具有较高的电导率，因此能被加工成柔性电子材料，变身为电子皮肤、可穿戴健康监测设备、软体机器人等传感器件，监测生命体征，进行人机交互……较为柔软的先天优势，使得液态金属容易被弯曲、拉伸、塑性，但作为植入器件，它们也存在稳定性差、加工困难等特点。

  液态金属的定义其实有两种。第一种定义很容易理解，即指在室温附近或更高一些的常温下呈液态的金属，又称低熔点金属。液态金属相关设备的制造工艺已经成型，赋予了工业制造无限的可能。未来，拿起笔来就可以画电路图，在薄膜上就能做出柔性电路。此外，液态金属在热控和能源领域也实现了产业化。液态金属LED灯相较于传统的高压钠灯，照度更高、光线%以上，同时成本持平甚至略有下降，已具备大规模化生产条件。

  “液态金属领域的基础与应用研究已从最初的冷门，发展成当前备受全球范围广泛关注的国际重大科学技术前沿，影响区域甚广”刘静说。

  低熔点金属是一种神奇的材料。在元素周期表现有的118个元素中，非金属只占22种，而金属则高达96种。然而在如此多的金属中，只有零星几种在常温下处于液态，如31号元素镓（Ga，熔点29.76℃）、37号元素铷（Rb，熔点38.89℃）、55号元素铯（Cs，熔点28.44℃）、80号元素汞（Hg，熔点－38.86℃）以及87号元素钫（Fr，熔点27℃），其余金属熔点多在上百摄氏度乃至更高。另外，还有少数的几种合金，如钠钾合金，也在常温下呈现液态。

  这其中，汞，也就是水银在生活中最常见，可应用于体温计、血压计、电极等领域，但汞毒性极大，且易挥发，会永久性地破坏神经系统、免疫系统和心血管，严重者会导致死亡。其他的几种液态金属，包括钠钾合金、铷、铯、钫，倒都没有谈毒性的必要。因为这些元素均极为活泼，易于空气、水甚至冰发生剧烈反应，产生爆炸，因而只能用在特殊场合。

  镓（Ga）是唯一一种兼具安全性和综合性能的液态金属，它的熔点只有29.76℃，常温下为固体，但放在手中就会融化。液态镓可以像水一样流动。它最大的特点是导热性特别好，可以替代冷凝水和导热油，有望应用于高性能计算机、功率半导体等场景下的热控系统。另外，作为“金属”和“液体”，镓还可以在电场、磁场、重力场、温场下像水一样定向流动，因此其有望应用于3D打印和集成电路制造当中。当然，随技术的发展，未来人类还可能造出像《终结者》一样的液体机器人。

  2016年，液态金属产业被列入《云南省“十三五”科学技术创新规划》《云南省“十三五”新材料产业高质量发展规划》及《新材料产业高质量发展指南》。

  2017年，液态金属被列入国家《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》，2018年又被纳入国家《战略性新兴起的产业分类目录》。

  液态金属是一大类合金材料，通常是指熔点低于300摄氏度的低熔点合金，常温或工作状态下为液态，具有液态温区宽、导热率高、导电性好等特性。由清华大学教授、中国科学院理化技术研究所双聘研究员刘静带领的科研团队，经过近20年坚持不懈努力，发现液态金属一系列全新的科学现象、基础效应和变革性应用途径。3D电子手写笔、骨科用耗材及器械、智能玻璃显示屏……液态金属这种充满科幻色彩的新型功能材料正从实验室、产业基地向我们日常生活走来。

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