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液态金属中国独步天下 但追兵已至

发布时间:2016-12-06 14:26
  前不久,云南曲靖市金麟湾大道新换了一批180瓦的LED路灯。本来LED灯是外国人的发明,但是金麟湾大道上的这些LED灯却有中国人的发明:利用液态金属具有的高热导率,解决了高热流密度及大功率电子芯片和高强度光电器件等的热障难题。
 
  11月30日,中国第二届液态金属产业技术高峰论坛就在金麟湾大道旁开幕了,同时液态金属的新材料新技术展也拉开帷幕。
 
  作为中国液态金属研究的领军人物,中科院理化技术所研究员、清华大学教授刘静的心情有点复杂。
 
  在液态金属技术还不为多数人所知晓的当下,有600多人参加曲靖的液态金属产业技术论坛,说明液态金属新技术还是得到了产业界一定的认可,这令人欣慰;但仅有产业界的认可远远不够,国外“追兵”已至,自己的研究难以高效推进,他有点为中国液态金属的前景担忧。
 
  液态金属是一类新兴功能材料(如镓基合金),在常温下呈液态。自2001年始,刘静团队就围绕这一当时国际上几乎无人关注的领域展开了探索,先后在多个战略领域取得了全面突破和原始创新,在世界上产生了广泛影响,已形成从基础研究到产品研发乃至产业化推进等方面的领先优势。
 
  刘静团队有30多项全新的科学发现。例如发现了自驱动液态金属机器原理,没有通电的液态金属在“吃”了铝后,能够在电解液中自己运动起来;发现了过渡态液态金属机器原理,可在不同形态、尺寸和特性间转换;发现了电控下的液态金属具有多变形效应;发现了液态金属在石墨表面的自由塑型效应等。在应用研究方面,他们在世界上原创性提出液态金属印刷电子学思想,发明了可以直接画电路等的液态金属手写笔和可以实现3D打印的液态金属打印机;发明的用液态金属为原料的“骨水泥”可使骨骼重建;发明了利用液态金属连接彻底断开的神经,从而使青蛙断开的神经有了反应……
 
  刘静说,我们十多年来在液态金属研究方面的创新不是一个或几个单一的技术,现在团队已申报了200项左右的发明专利,主要是在液态金属信息与光电子技术(芯片冷却)、能源技术、先进制造(印刷电子与3D功能器件打印)、生命健康以及柔性智能机器等领域有着重大突破和创新,广泛地影响着电子、化学及仪器等工业的发展。
 
  一类材料,一个时代。中科院刘维民院士在论坛上说,铜的发现使人类社会进入了青铜器时代,铁的发现让人类迈入了铁器时代,“我不敢说液态金属开辟了一个新的时代,但它作为一种新材料,给我们开辟了一个新世界。”
 
  北京航空航天大学王浚院士认为液态金属可在航天工程中大展身手。鉴于液态金属有许多的新特性,他在论坛上就表示要与刘静团队开展深入合作。
 
  液态金属的应用领域如此之广,以至于北京梦之墨科技有限公司研发总监于洋在论坛上首次论述了“液态金属+”的概念,认为液态金属可以开创全新的电子制造工业。
 
  10多年前,当刘静团队在液态金属领域展开研究之时,国外相关研究一片沉寂。而当刘静近些年成果相继产生并入选国际知名奖项,特别是有近20篇文章先后为国际知名学术刊物选作封面文章刊登、国外顶尖科学媒体对中国成果做了广泛报道后,国外科技界加大力度追赶中国。如美国Nanocoolers公司仅在液态金属CPU散热研究上就获得超过2000万美元的资金投入,德国几个研究中心和大学成立了液态金属研究联盟,其针对液态金属流动测量的研究运行经费也高达2000万欧元,美国加州大学洛杉矶分校、伯克利大学、耶鲁大学也启动了液态金属冷却研究项目。近年来更多发达国家纷纷介入液态金属研究,并投入重金予以推进。与之相比,中国的资金投入可谓少之又少。