近日，由研究員劉靜帶領的中國科學院理化技術研究所、清華大學醫學院聯合研究小組，在Advanced Materials上發表了題為Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk (2015)的研究論文，迅速被New Scientist、Nature 研究亮點、Science 新聞等數十個知名科學雜志或專業網站專題報道，在國際上引起重要反響和熱議。
此項研究于世界上首次發現了一種異常獨特的現象和機制，即液態金屬可在吞食少量物質后以可變形機器形態長時間高速運動，實現了無需外部電力的自主運動，從而為研制實用化智能馬達、血管機器人、流體泵送系統、柔性執行器乃至更為復雜的液態金屬機器人奠定了理論和技術基礎。這是該小組繼首次發現電控可變形液態金屬基本現象(Sheng et al., Advanced Materials, 2014, 封面文章；Zhang et al., Scientific Reports, 2014)之后的又一突破性發現。這種液態金屬機器完全擺脫了龐雜的外部電力系統，從而向研制自主獨立的柔性機器邁出了關鍵的一步。文章被選為期刊內前封面故事，Altmetric計量學數據顯示其指數已達71.0，遠高于期刊平均值6.7，在同時期論文中則排名No.1。
研究揭示，置于電解液中的鎵基液態合金可通過“攝入”鋁作為食物或燃料提供能量，實現高速、高效的長時運轉，一小片鋁即可驅動直徑約5 mm的液態金屬球實現長達1個多小時的持續運動，速度高達5cm/s。這種柔性機器既可在自由空間運動，又能于各種結構槽道中蜿蜒前行；令人驚訝的是，它還可隨沿程槽道的寬窄自行作出變形調整，遇到拐彎時則有所停頓，好似略作思索后繼續行進，整個過程仿佛科幻電影中的終結者機器人現身一般。應該說，液態金屬機器一系列非同尋常的習性已相當接近一些自然界簡單的軟體生物，比如：能“吃”食物（燃料），自主運動，可變形，具備一定代謝功能（化學反應），因此作者們將其命名為液態金屬軟體動物。這一人工機器的發明同時也引申出“如何定義生命”的問題。目前，實驗室根據上述原理已能制成不同大小的液態金屬機器，尺度從數十微米到數厘米，且可在不同電解液環境如堿性、酸性乃至中性溶液中運動。試驗和理論分析表明，此種自主型液態金屬機器的動力機制來自兩方面：一是發生在液態合金、金屬燃料及電解液間的Galvanic電池效應會形成內生電場，從而誘發液態金屬表面的高表面張力發生不對稱響應，繼而對易于變形的液態金屬機器造成強大推力；與此同時，上述電化學反應過程中產生的氫氣也進一步提升了推力。正是這種雙重作用產生了超常的液態金屬馬達行為，這種能量轉換機制對于發展特殊形態的能源動力系統也具重要啟示意義。
在迄今所發展的各種柔性機器中，自主型液態金屬機器所表現出的變形能力、運轉速度與壽命水平等均較為罕見，這為其平添了諸多重要用途。作為具體應用器件之一，論文還特別展示了首個無需外界電力的液態金屬泵，通過將其限定于閥座內，可達到自行旋轉并泵送流體的目的，據此可快速制造出大量微泵，滿足諸如藥液、陣列式微流體的輸運等，成本極低；若將此類柔型泵用作降溫，還可實現高度集成化的微芯片冷卻器；進一步的應用可發展成血管或腔道機器人甚至是可自我組裝的液態金屬智能機器等。
刊載上述首創性發現的文章在線發表后，短時間內即引起世界范圍內眾多科學雜志、專業網站和新聞媒體的高度重視。New Scientist 在第一時間以文章和精心制作的視頻進行了報道：《液態金屬朝可變形機器人邁進一步》(Liquid metal brings shape-shifting robot a step closer)，指出其“將成為今后電影中人工生命的種子”；Nature 雜志在其研究亮點欄目以《液態金屬馬達靠自身運動》(Liquid metal motor moves by itself )為題進行了報道；Science網站發布觀察文章和視頻：《可變形金屬馬達擁有一系列用途》(Shape-shifting metal motor has a variety of uses)；路透社也對此進行了專門報道。據初步統計，文章發表兩周左右即已有數百個科學或專業網站對此進行了評介和轉載，說明了該項研究工作的影響。
自驅動液態金屬機器的問世引申出了全新的可變形機器概念，將顯著提速柔性智能機器的研制進程。當前，全球圍繞先進機器人的研發活動正處于如火如荼的階段，若能充分發揮液態金屬所展示出的各種巨大潛力，并結合相關技術，將引發諸多超越傳統的機器變革。劉靜小組關于液態金屬自驅動效應和相應機器形態的發現，為今后發展高級的柔性智能機器人技術開辟了全新途徑，具有十分重要的科學意義和實際應用價值。
可變形液態金屬機器在內含電解液的容器或各種槽道中的自主運動情形
自主型液態金屬機器所展示的人工軟體動物、實物馬達及其驅動流體情形
近日，西安交通大學前沿院教授馬天宇團隊聯合西安交通大學講座教授、甬江實驗室上席研究員任曉兵發現了一種產生恒彈性效應的新機制。該成果是首次在一級馬氏體相變體系中發現恒彈性效應，突破了傳統金屬材料低溫硬化......
金屬離子團簇材料存在于人體骨骼、血液中，其可控的生物降解特性、生物相容性、生物活性，在骨缺損修復、口腔硬組織再生等方面展現出臨床治療潛力。而該類材料固有的熱力學亞穩態特征、自發晶化趨勢，以及尚不明確的......
圖（A）晚古生代石炭紀早期海相碳酸鹽碳、鋇和鈾同位素組成；（B）古新世-始新世極熱事件前后海相碳酸鹽和碎屑巖碳、鋰、鈾同位素及有孔蟲氮同位素組成深時極端氣候的驅動機制及其對全球環境的影響能夠為深入了解......
近日，西安交通大學金屬材料強度全國重點實驗室教授馬恩在《科學進展》發表焦點文章。該文論證了金屬材料在強化的同時保持拉伸塑性、實現高強度與大塑性共存的可行性。金屬材料的屈服強度和拉伸塑性對于工程應用都很......
瑞典皇家科學院8日在宣布2025年諾貝爾化學獎得主時，用一句富有詩意的話總結了獲獎者的貢獻：“他們為化學創造了新空間。”這一榮譽屬于日本京都大學的北川進、澳大利亞墨爾本大學的理查德·羅布森和美國加利福......
3月30日，為期3天的2025第二屆中國（江西）國際有色金屬暨冶金工業展覽會，與同期舉辦的2025中國（江西）國際綠色礦業博覽會、2025中國（江西）國際鑄造壓鑄、鍛造、熱處理工業爐展覽會，在南昌綠地......
金屬材料在長期使用過程中產生的疲勞失效是威脅重大工程安全的隱形殺手。經過多年攻關，我國科學家日前破解了這一難題，成功讓金屬材料在保持高強度、高塑性的同時，還大幅提升了抗疲勞能力。這一成果北京時間4日凌......
金屬是重要的基礎材料，廣泛應用于建筑、能源、交通等領域。但當金屬受到非對稱的循環外力時，會產生塑性變形，塑性變形逐漸累積就會形成“棘輪損傷”。這種損傷會導致金屬突然斷裂，嚴重威脅工程安全。為了攻克這一......
在金屬材料的世界里，有一個“不可能三角”規律，即：金屬的強度、塑性、穩定性，這三者不可兼得，此消彼長。我國科學家經過多年研究，提出了一種全新的結構設計思路，成功讓金屬材料在保持強度和塑性的同時，大幅提......
近日，在2025中關村論壇年會上，“60兆瓦/600兆瓦時液態空氣儲能國家級首臺套示范項目”作為10項重大科技成果之一發布。液態空氣儲能是一種新型大規模長時儲能技術，能夠將電網無法直接消納的無形電能，......