性能超群的新材料越來越成為世界強國科技競爭的焦點之一。從歷史上看，隱身材料的發明，增強了戰鬥機的打擊和生存能力；硅的研究和發現，推動了半導體信息和新能源等一系列產業；各種複合材料的發明也不斷推動航空、航天的發展；可以說，新材料的研發能力，已經成為衡量一個國家綜合國力的重要標準之一。
神奇新材料帶來行業革命 隱藏著巨大的科學潛能
幾乎每天晚上，位於中關村的中科院大樓，這幾個窗戶的燈光都會亮到凌晨兩三點鐘，這裡的科研人員日以繼夜研究的就是一種神秘的液態金屬。
劉靜是中國科學院理化技術研究所研究員，正是他通過17年持續不懈的研究，奠定了中國在全球液態金屬領域的領先地位，他的液態金屬研究論文也多次作為封面文章發表在全球多個頂級科學期刊，引領了全球對液態金屬的研究。劉靜告訴記者，液態金屬並不只是一種，而是種類非常多的大家族，通過不同的金屬和配比，可以獲得不同性能的液態金屬，比如眼前這杯液態金屬，就是由鎵和銦組成的液態金屬合金。
液態金屬價格昂貴，每公斤價值1000多元，由於它的密度是水的5到6倍，因此它的浮力也很大。但為了讓電視觀眾對液態金屬有一個更真實的感受，17年來劉靜第一次把手放進了液態金屬感受它的浮力。
生活中，劉靜性格開朗，他開玩笑說，自己曾想做一個液態金屬的游泳池，在裡面漂浮的感覺一定遠遠超過中外聞名的死海。在小心翼翼地用酒精清洗並收集手上的液態金屬後，劉靜決定給記者看一看液態金屬所獨有的神奇的現象，就是在一定條件下，液態金屬會像活的變形蟲一樣自動變形。
劉靜說這個吞食了鋁的液態金屬，擱到石墨板上，加上溫度和濃度的變化，會有自驅動變形，這也是劉靜的實驗室最近一年新發現的奇特現象，通過大量的研究，他認為這應該和它表面張力的變化以及電化學反應有關。此外，劉靜還告訴記者，液態金屬能夠吞食其它金屬獲得能量，不停地運動。
這種奇特的類似生命現象讓劉靜很是著迷，他不斷的研究背後的機理，並取得了一系列進展。在他看來，如果利用液態金屬吞食鋁後不斷奔跑的特性，未來也許會產生劃時代的的動力系統。
在劉靜眼中，液態金屬不僅僅是一種新的材料，它更代表著未來一個個新的產業。比如：液態金屬吞食鋁的過程中，會產生大量的氫氣，研究後發現，液態金屬能夠去除鋁金屬外表的氧化膜，使得鋁直接和水反應生成氫氣，這也意味著清潔的氫能源動力時代也許會加速到來。
劉靜：應該說是建立了一種非常快捷的制氫的方式，也就是說我們的能量只要用鋁，就儲存在鋁裡面需要的時候再用液態金屬，把它表面的那層膜去除掉，跟水反應，就產生氫。
17年持續不斷的研究，劉靜發現液態金屬在流體、熱學、金屬、電磁等方面擁有很多特殊性能。液態金屬能夠沿著電磁運動的方向不斷前進，更加精密的控制後，它就能實現更為複雜或立體的運動。液態金屬還具有超強的導熱能力，因此，用液態金屬來為大功率器件或裝備傳熱降溫，也會催生巨大的產業空間。實驗室中現在看到的散熱裝置，下面的銅塊通電後會迅速上升到1000度，但上面的液態金屬冷卻裝置卻能在很短的時間裡，把溫度降低到50度。
劉靜：通常冷卻都是用水，水散熱效率大概達到幾十瓦每平方釐米，那麼空氣冷卻大概十幾瓦每平方釐米，那麼液態金屬從理論上來講，可以達到500瓦，800瓦甚至可以更高。這是源於這種材料的熱流體特性。
劉靜告訴記者，大功率器件的快速散熱一直是困擾全球科技研發領域的重要障礙之一，甚至因為散熱能力不足，一些極端裝備的研發屢屢無法實現。而在劉靜看來，液態金屬超強的熱傳遞能力，將大大提升中國在超級計算機、大功率衛星部件、大功率通訊基站等前沿領域的研發能力。
劉靜：大功率激光有的能達到萬瓦級甚至兆瓦級，這個熱量是非常巨大的，其它的散熱設備體積會非常龐大。除了激光，還有其它的微波、雷達，包括其它的像預警機等裡面的大量散熱的零件都是非常緊迫的。
除此之外，利用液體金屬超強的熱傳導能力，還能促進中國在新能源發電設備的研發，在劉靜的實驗室裡，這種雙流體系統的管道中既有液態金屬，也有低沸點的液體，它可以把底部的熱量迅速帶到頂部，產生更高效率的、能源回收發電系統。
通過科技轉化，記者在劉靜的實驗室已經看到這樣的產品被生產出來。液態金屬也能應用於醫療健康領域，這隻青蛙腿部被切斷的神的的經被液態金屬連接後，神經傳導功能立刻恢復。此外，由於液態金屬具備很好的導電性能，因此，也能用它生產出柔性線路，劉靜率領的團隊正研究用它製造可穿戴服裝或柔性屏幕等領域。在中科院理化所劉靜的實驗室，記者還看到更多基於液態金屬的各種特性，開發出的各種原型產品，其中液態金屬生產出的筆，瞬間能夠畫出導電的電路，大大降低電子產品的研發週期。而在實驗室的專利牆上，記者也看到液態金屬更多應用領域：比如人體能量驅動的液體金屬發電裝置、液態金屬的複合型面料、液態金屬印刷電路板、磁懸浮車、液態金屬刀切割系統、液態金屬手機散熱模塊等幾十項發明專利，劉靜告訴記者，目前從全球來看，液態金屬還是處於研究的初期，未來，還會有更多種類的液態金屬被發現，也會有更為廣闊的應用領域會被開發出來。
劉靜 ：液態金屬它不是一類，它是成百上千，甚至成千上萬而每一種材料它的物質特性，它的應用特性包括它的應用範疇，其實是不很清楚的，所以這就意味著這個領域的科學真是無盡的科學潛能，在科學方面有巨大的發展機會。
從互聯網時代到硬科技時代 中國製造站在世界高度
液態金屬是中國在新材料領域取得的重要突破，隨著越來越多種類的液態金屬被發現，它也將衍生出更多的新興產業。目前，我國在液態金屬的研究和應用上處於全球領先地位。為了讓領先的優勢儘快產業化，液態金屬科技成果的轉化也正快速推進。
在中關村前沿技術創新中心的五樓，一臺打印機在吱吱呀呀的聲音中打印著電路圖，和普通打印機不同的是，這臺打印機使用的墨水是液態金屬，把各種元器件放在這些打印出來的電路上後，它就成了一個真正的電子產品。參與研發設備的於洋博士告訴記者，這臺打印機就是中科院劉靜研究員液態金屬科技轉化的第一個成果。
北京夢之墨科技有限公司副總經理 於洋：我們在實驗室研究的過程中，發現這個材料怎麼可以附著在，一些我們意想不到的材料表面，同時我們又想到這個材料可以導電，那麼是不是可以成為電路呢，逐步地想如何實現這樣一臺打印的設備。
因為傳統電路板的製作效率很低，製作一張電路圖，需要幾天的時間才能完成設計、打印、轉印、填塗、腐蝕、打孔、鍍錫等一系列工藝。如果用打印機把液態金屬打印出電路，也就意味著一天的時間就能完成電路的製作，這樣的產品不僅有著巨大的市場，也會大大縮短中國電子產品的設計研發週期，有助於中國電子科技人員的創業創新。但一開始，液態金屬打印機的研發並不順利，主要是液態金屬的打印很難控制，無法實現一個可控的、精密的圖形打印。
液態金屬密度遠遠超過普通墨水，它的表面張力也很大。研發時，要麼液態金屬流不出來，要麼一流就是一大片，無奈之下，於洋購買了市場上所有種類的打印機進行研究，並且對液態金屬進行各種改性實驗，艱苦研發最終獲得了成功，它的打印精度甚至比一根頭髮絲還細。由於打印出的液態金屬電路是像水一樣的流體，當線路被封在硅膠內後，任意彎曲、甚至拉長它也不會斷裂。研發出全球獨一無二的產品後，還需要強大的市場團隊，當記者見到團隊負責人陳柏煒時，他雖然腿部筋腱斷裂，正在康復中，但依然帶傷忙著公司的大小事務。
北京夢之墨科技有限公司總經理 陳柏煒：本身這個液態金屬增材製造它是技術來源於中國科學院理化技術研究所，我們這個團隊是將這個技術轉化，應用到市場當中去去推廣，是我們公司的主營業務，包括這些年輕人，都是剛入職的，都是在機器人大賽，獲得過很多獎勵的。
作為創業期的公司，雖然擁有全球獨一無二的液態金屬打印機，但陳柏煒卻拖著傷腿一刻也不敢停歇，因為液態金屬打印機還是新鮮事物，作為一種新型的製造平臺性的產品，必須要開發出適合下游電子製造、機器人制造、醫療器械、穿戴裝備、禮品等各行業的展品，才能引發各行各業的共鳴和需求，只有這樣才能實現快速銷售。
陳柏煒：最近我們對配方進行了一個調整和優化，可以在類似絲綢的材質上進行印刷，以後我們的智能服裝的開發，希望能耐50－100次的正常洗滌，衣服能有3－5年的正常穿戴。
在研發部門，陳柏煒還帶記者看了液態金屬打印出的各種禮品。由於液態金屬的表面天然就是鏡面一樣光滑，因此它銀光閃閃的質感，甚至連白銀都無法匹敵，並且批量製作就像打印一張圖片那樣輕鬆。
由於公司的展品都運到了廣州參加展會，陳柏煒提出讓設計人員現場創意，現場製作，為記者展示液態金屬打印機快速製造電子產品的強大能力。他的設想是：現場設計製造一個能監控心跳速度的穿戴裝備，防止愛好運動的體育愛好者過度運動而受傷。
而吉林大學應用化學專業的董仕晉博士接受挑戰後，有個不同的想法。他的孩子還很小，不會說話，他想設計一個能實時測量孩子體溫，一旦超過警戒值，就能自動報警的產品，造福天下的父母。
北京夢之墨科技公司研發人員董仕晉：當孩子的體溫達到38、39、40這樣的高度的時候，這個芯片就會發送信號到父母的手機上，讓父母第一時間瞭解孩子體溫的狀況。
想法有了，他們很快就設計出了相應的電路，併發送到液態金屬打印機進行打印製作，貼上電極貼片就可以把它粘貼在衣服內部。
調試好電腦後，林聚跑了起來，結果很快就監測到他的心率從85上升到了126。看到這個結果，林聚很滿意，他告訴記者，如果涉及一個手機APP程序，運動者就能運動時在手機上看到自己的心跳速度，從而控制運動節奏了。
而董博士的設計電路經過液態金屬打印、放上芯片、封膠後，也被放進了溫箱內。經過測試，他的實驗也成功了。
目前，液態金屬打印機快速製造電路的強大能力，也吸引了投資機構的關注。這位來自中科院系統的的投資人專程來到這裡考察，4年來他們已經投資了中科院系統及全國各大院校研究所190多家創新企業，在他們看來，這些以人工智能、基因技術、航空航天、腦科學、液態金屬新材料等為代表的硬科技，都有可能受到市場的青睞。
米磊告訴記者，進行硬科技的投資，已經成為金融投資領域的新趨勢。因此，液態金屬也是他們重要的投資目標。
米磊：我們是非常喜歡液態金屬這樣一個新興的技術，因為它代表了一個非常強大的技術驅動，一旦液態金屬這個產業起來之後會對我們過去整個的製造會產生巨大的變革，而且我們中國正處在一個製造轉型升級的一個轉型期，這個時候更需要液態金屬這樣一個全新的產業，能夠把我們過去中低端的製造業提升為高端的製造業。
作為創業者，陳柏煒也告訴記者，目前企業還很弱小，在科技成果轉化過程中，中關村管委會給也給予他們巨大的支持，他們也希望，在政府部門的幫助下，迅速把液態金屬打印機推廣到全球市場。
即將結束採訪時，記者注意到，於洋為了在全球牢牢佔據優勢地位，又開始默默地研發新一代的液態金屬和其它材料混合的3D打印設備，這一設備如果研發成功，中國將具備立體電路的打印能力。
北京夢之墨科技有限公司副總經理於洋：液態金屬技術是中國原創的技術，所以我們也有這樣一種使命感和責任，要把這樣一個技術迅速的突破，讓它能夠向全世界的範圍之內，去波及它的影響力，讓中國能夠在液態金屬這樣一個領域，始終走在引領的這樣一個地位上。
半小時觀察：液態金屬將給生活帶來巨大改變
縱觀人類文明的發展史，人類每一次的重大進步，都與新技術的開發應用有著莫大的關係。液態金屬作為中國原創性的技術，目前正處在萌芽階段，但它龐大的種類，數不清的特性，也會在未來衍生出一個個全新的產業。我們希望，這樣一個充滿無數夢想的產業，能夠獲得更多資本和人才的關注。我們相信，在不久的將來，液態金屬將廣泛應用在人們生活的方方面面，而與此同時，人們的生活質量也將得到更大的提升和改善。
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