美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)與北卡羅萊納州立大學(xué)開發(fā)出基于銦鎵合金的液態(tài)晶體管，可望為形變機(jī)器人開啟新應(yīng)用…

形變機(jī)器人(deformable robot)可望帶來無窮的新應(yīng)用。目前已有幾種材料可用于為機(jī)器人打造出使其搖擺和蠕動(dòng)的身體，但卻少了類似的可變形且可控制其動(dòng)作的電路。這是啟發(fā)液態(tài)金屬電子學(xué)研究的動(dòng)機(jī)之一，加上最近發(fā)表的液態(tài)金屬開關(guān)就是一項(xiàng)激勵(lì)人心的成果，顯示液態(tài)金屬電子學(xué)不僅可能實(shí)現(xiàn)，而且極具實(shí)用性。

根據(jù)美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins University)的研究人員表示，形變機(jī)器人的一些新應(yīng)用包括：“用于微創(chuàng)手術(shù)的內(nèi)視鏡操縱器、用于支撐人體運(yùn)動(dòng)的助力裝置，以及用于娛樂系統(tǒng)的軟性面板等?！痹撗芯繄F(tuán)隊(duì)正在開發(fā)控制這一類機(jī)器運(yùn)動(dòng)的算法。另一方面，美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)的研究人員與北卡羅萊納州立大學(xué)(North Carolina State University；NC State)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，共同打造出一種相當(dāng)接近流體晶體管的物質(zhì)，這種結(jié)合鎵和銦的擬態(tài)合金(mimetic polyalloy)材料，能在室溫下保持液體狀態(tài)。

研究人員們發(fā)現(xiàn)，如果從一個(gè)方向施加電壓，則可分離材料液滴。而當(dāng)在另一個(gè)方向施加電壓時(shí)，分離的液滴將會(huì)重新連接。在這兩種情況下，施加的電壓都會(huì)引起電化學(xué)反應(yīng)。

目前所需的電壓大約在1V和10V之間；研究人員認(rèn)為這是第一個(gè)能與電子產(chǎn)業(yè)常用電壓搭配運(yùn)作的流體開關(guān)。

研究人員在其研究報(bào)告中描述這一電化學(xué)反應(yīng)：“液滴分離受制于極限點(diǎn)不穩(wěn)定性，而其不穩(wěn)定性來自雙極電化學(xué)反應(yīng)中的梯度影響?！?/p>

這個(gè)過程類似于晶體管中發(fā)生的現(xiàn)象。其中一位研究人員——卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)軟機(jī)器實(shí)驗(yàn)室(Soft Machines Lab)機(jī)械工程師Carmel Majidi解釋，“我們?cè)O(shè)置了兩個(gè)類似于場(chǎng)效晶體管源極和漏極的液滴，利用這種形狀可編程的效果開啟和關(guān)閉電路。最終還可以利用這種效應(yīng)打造實(shí)體可配置的電路?！?/p>

研究人員說，使用無毒合金材料打造的液體晶體管，可注入于橡膠中，打造出柔軟且可伸縮的電路，從而開啟更多新的應(yīng)用機(jī)會(huì)，例如可變形的機(jī)器人、生物兼容的疾病監(jiān)測(cè)以及實(shí)現(xiàn)結(jié)合電子與合成的皮膚類型等。

編譯：Susan Hong