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科幻电影《终结者》中的液态金属机器人让人印象深刻，它可以随意变形，受到攻击后能够瞬间恢复，还可以化成液体穿越异常狭小的孔隙，到墙壁的另一面再重新组合。如今，这部科幻电影中的酷炫幻想正在变成现实。
近日，我国科学家团队鼓捣出一种仿生液态“金属机器人”，据说它在“吞食”少量“食物”后，就可以欢快地活跃1小时，而且它在通电的时候还可以改变形态。虽然这家伙和电影里那个机器人相比，还差得很远，但是它确实打开了我们想象力的魔盒。
可在你手心里融化的古怪金属
这个液态的“金属机器人”是用镓合金制成的。一般来说，金属在常温下都是固态的，比如铁和铝之类的，但是总有一些金属是特殊的，它们在常温下能够维持液态。其中，我们最熟悉的是水银，也就是汞，它的熔点是-38.87℃，你可以在传统的玻璃体温表里找到它——摔碎的体温表里滚出的银色珠子就是水银，它像水滴一样可爱，但是潜藏在这可爱外表下的是它强大的金属毒性。尽管它的沸点是356.6℃，但是常温下也会形成蒸汽，引起中毒。所以，水银虽然外观可爱，但不能随便拿来玩。
尽管会在手心上融化，但是镓在常温下并不是液态的，因为它的熔点是29.78℃。不过，镓的沸点却高得出奇，达到了2 403℃，比银的沸点还要高！一般这个级别的沸点的金属，熔点都在几百一千左右，镓你这样真的好么？
这其实和镓的特性有关，它是弱金属性，而且外层3个电子很难形成稳定结构，形成的金属键很弱，液化很容易，但液态的时候还出现了一种类似非金属的结构，因此彻底将它汽化又变得非常困难。不过镓很奇葩的是它很容易过冷，或者说，就是加热冷却的时候，本来到了该凝固的温度了，却还能保持液态，甚至在室温下可以保持液态好几天，不过这时候要是加入晶核粉末或者震动它，会迅速引起结晶。这种因为震动而瞬间结晶的现象在夏季冰箱里过冷的啤酒、饮料中也会出现，非常有趣。
不过，科学家进一步找到了使它在常温下稳定维持液态的方法——制成合金，使它处于一种特殊的非晶状态。如镓和铟可以形成低熔点合金，含25%铟的镓合金在16℃时便熔化，Galinstan合金（68.5%镓、21.5%铟和10%锡）在常温下也是液态的。这两种合金都能造出液态的“金属机器人”。
金属也可以变形？
事实上，这个“金属机器人”没有想象中那么神奇，也不能变成科幻电影里的那种人类状态，它只是个能自己满地爬的合金液滴。不过，这也相当了不起，至少看起来已经像个低等的小生命了。
早在它被制造出来之前，研究小组就对镓合金的变形特性进行了多年研究，鉴于镓合金有很好的导电性，于是研究小组有了一个大胆的想法——用它来修复断开的神经！他们将这种合金注射到青蛙腓肠肌中被剪断的坐骨神经部位，然后施加刺激，神经兴奋会产生生物电信号，而镓合金以导体身份连接了神经破损的部位。结果，断掉的神经恢复了传导功能。而且，镓合金没有毒性，不会被人体吸收，又有很高的X射线反射率，在神经修复后可以很容易找到并将之抽出，这一研究为神经修复开辟了新途径。
在不断的研究过程中，研究小组还发现了镓合金的电控变形现象：当镓作为一极的时候，比如说正极，在导电溶液管道中，它会像蚯蚓一样自我伸长去连接负极。其背后的原理是，液态金属与水体交界面上的双电层效应。说得简单点，就是电流在通过水体传播的时候，会对液态金属产生类似静电吸附的拉力，而逐渐将它拉长。而如果在开放的非管道环境内，这种液态金属就会变得像章鱼一样，伸出很多触手了。如果使用多个电极，那它的形态是不是会变得更加复杂？我们是不是能够借助电极的力量设计它的形态？如果是使用超大规模集成电路呢？那么，控制金属变形也许不再是梦想。
金属生命终将出现？
故事到这儿还远未结束，研究小组很快就针对镓合金的电控变形这一特征有了新想法，假如镓合金能自己产生电流，那是不是就更好玩了呢？它会变成什么样子？
他们想到了给镓合金液滴喂铝当“食物”。铝的化学性质非常活跃，但是我们生活中接触的铝却非常稳定，可以做成器具，其原因是铝能与空气中的氧气反应形成氧化铝，这是一层能够覆盖在铝表面的致密保护膜，阻止铝的进一步化学变化。如果没有这层氧化铝薄膜，你要是用铝盆来端水，乐子可就大了，铝会迅速和水反应生成氢氧化铝和氢气，然后在剧烈的冒泡儿反应中，你手里的铝盆漏了……
但是，镓合金能破坏掉铝的这层保护膜，特别是在氢氧化钠溶液中更能引发深层次的反应。于是，当塞进一小片铝的时候，铝在氢氧化钠溶液中开始反应，生成氢氧化铝和氢气，氢氧化铝是酸碱两性的，遇到强碱氢氧化钠会以铝酸的形式反应，生成铝酸钠和水。铝片就这样一点一点被消耗，然后溶解在水中，化学反应的同时产生了电子的传递，也就是电流，这些电流引起了镓合金的变形。由于金属小球前后受到的压力不平衡，引起了它的自旋，化学反应产生的小气泡也会推动它前进，它就这样“滚”起来了、“爬”起来了。于是，在氢氧化钠溶液或者盐水中，它就像一个小小的生命一样，可以从管道的一头爬到另一头，一秒钟5厘米，一小块铝片就能让它活跃上1小时。等铝片反应完，它就又“饿”了，需要再来一点铝才能补满能量。这也许就是液态机械生命体迈出的第一步？
更厉害的是，如果把它固定起来，它的自旋运动就会像水泵一样把水抽过管子，小家伙就变身成了一个微型的自行马达。当然，现在这个液态金属马达是毫米级和厘米级的，离可以投入应用的大型马达还有距离，要制造出那样的宏观马达还有困难，比如需要更加强大的动力。尽管如此，一种全新的、能将化学能转变为机械能的动力系统，已经被科学家揭开了神秘的一角，至少研制液态金属机器人有了一项理论和技术基础。
近日，我国科学家团队鼓捣出一种仿生液态“金属机器人”，据说它在“吞食”少量“食物”后，就可以欢快地活跃1小时，而且它在通电的时候还可以改变形态。虽然这家伙和电影里那个机器人相比，还差得很远，但是它确实打开了我们想象力的魔盒。
可在你手心里融化的古怪金属
这个液态的“金属机器人”是用镓合金制成的。一般来说，金属在常温下都是固态的，比如铁和铝之类的，但是总有一些金属是特殊的，它们在常温下能够维持液态。其中，我们最熟悉的是水银，也就是汞，它的熔点是-38.87℃，你可以在传统的玻璃体温表里找到它——摔碎的体温表里滚出的银色珠子就是水银，它像水滴一样可爱，但是潜藏在这可爱外表下的是它强大的金属毒性。尽管它的沸点是356.6℃，但是常温下也会形成蒸汽，引起中毒。所以，水银虽然外观可爱，但不能随便拿来玩。
尽管会在手心上融化，但是镓在常温下并不是液态的，因为它的熔点是29.78℃。不过，镓的沸点却高得出奇，达到了2 403℃，比银的沸点还要高！一般这个级别的沸点的金属，熔点都在几百一千左右，镓你这样真的好么？
这其实和镓的特性有关，它是弱金属性，而且外层3个电子很难形成稳定结构，形成的金属键很弱，液化很容易，但液态的时候还出现了一种类似非金属的结构，因此彻底将它汽化又变得非常困难。不过镓很奇葩的是它很容易过冷，或者说，就是加热冷却的时候，本来到了该凝固的温度了，却还能保持液态，甚至在室温下可以保持液态好几天，不过这时候要是加入晶核粉末或者震动它，会迅速引起结晶。这种因为震动而瞬间结晶的现象在夏季冰箱里过冷的啤酒、饮料中也会出现，非常有趣。
不过，科学家进一步找到了使它在常温下稳定维持液态的方法——制成合金，使它处于一种特殊的非晶状态。如镓和铟可以形成低熔点合金，含25%铟的镓合金在16℃时便熔化，Galinstan合金（68.5%镓、21.5%铟和10%锡）在常温下也是液态的。这两种合金都能造出液态的“金属机器人”。
金属也可以变形？
事实上，这个“金属机器人”没有想象中那么神奇，也不能变成科幻电影里的那种人类状态，它只是个能自己满地爬的合金液滴。不过，这也相当了不起，至少看起来已经像个低等的小生命了。
早在它被制造出来之前，研究小组就对镓合金的变形特性进行了多年研究，鉴于镓合金有很好的导电性，于是研究小组有了一个大胆的想法——用它来修复断开的神经！他们将这种合金注射到青蛙腓肠肌中被剪断的坐骨神经部位，然后施加刺激，神经兴奋会产生生物电信号，而镓合金以导体身份连接了神经破损的部位。结果，断掉的神经恢复了传导功能。而且，镓合金没有毒性，不会被人体吸收，又有很高的X射线反射率，在神经修复后可以很容易找到并将之抽出，这一研究为神经修复开辟了新途径。
在不断的研究过程中，研究小组还发现了镓合金的电控变形现象：当镓作为一极的时候，比如说正极，在导电溶液管道中，它会像蚯蚓一样自我伸长去连接负极。其背后的原理是，液态金属与水体交界面上的双电层效应。说得简单点，就是电流在通过水体传播的时候，会对液态金属产生类似静电吸附的拉力，而逐渐将它拉长。而如果在开放的非管道环境内，这种液态金属就会变得像章鱼一样，伸出很多触手了。如果使用多个电极，那它的形态是不是会变得更加复杂？我们是不是能够借助电极的力量设计它的形态？如果是使用超大规模集成电路呢？那么，控制金属变形也许不再是梦想。
金属生命终将出现？
故事到这儿还远未结束，研究小组很快就针对镓合金的电控变形这一特征有了新想法，假如镓合金能自己产生电流，那是不是就更好玩了呢？它会变成什么样子？
他们想到了给镓合金液滴喂铝当“食物”。铝的化学性质非常活跃，但是我们生活中接触的铝却非常稳定，可以做成器具，其原因是铝能与空气中的氧气反应形成氧化铝，这是一层能够覆盖在铝表面的致密保护膜，阻止铝的进一步化学变化。如果没有这层氧化铝薄膜，你要是用铝盆来端水，乐子可就大了，铝会迅速和水反应生成氢氧化铝和氢气，然后在剧烈的冒泡儿反应中，你手里的铝盆漏了……
但是，镓合金能破坏掉铝的这层保护膜，特别是在氢氧化钠溶液中更能引发深层次的反应。于是，当塞进一小片铝的时候，铝在氢氧化钠溶液中开始反应，生成氢氧化铝和氢气，氢氧化铝是酸碱两性的，遇到强碱氢氧化钠会以铝酸的形式反应，生成铝酸钠和水。铝片就这样一点一点被消耗，然后溶解在水中，化学反应的同时产生了电子的传递，也就是电流，这些电流引起了镓合金的变形。由于金属小球前后受到的压力不平衡，引起了它的自旋，化学反应产生的小气泡也会推动它前进，它就这样“滚”起来了、“爬”起来了。于是，在氢氧化钠溶液或者盐水中，它就像一个小小的生命一样，可以从管道的一头爬到另一头，一秒钟5厘米，一小块铝片就能让它活跃上1小时。等铝片反应完，它就又“饿”了，需要再来一点铝才能补满能量。这也许就是液态机械生命体迈出的第一步？
更厉害的是，如果把它固定起来，它的自旋运动就会像水泵一样把水抽过管子，小家伙就变身成了一个微型的自行马达。当然，现在这个液态金属马达是毫米级和厘米级的，离可以投入应用的大型马达还有距离，要制造出那样的宏观马达还有困难，比如需要更加强大的动力。尽管如此，一种全新的、能将化学能转变为机械能的动力系统，已经被科学家揭开了神秘的一角，至少研制液态金属机器人有了一项理论和技术基础。