柔性機(jī)器人是一個(gè)新興領(lǐng)域，從機(jī)械學(xué)、物理學(xué)到生物學(xué)，都已獲得越來越廣泛的關(guān)注。然而具有剛性對(duì)應(yīng)物的傳統(tǒng)材料很難實(shí)現(xiàn)靈活地轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N形態(tài)。鎵基液態(tài)合金具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、低粘度、良好的流動(dòng)性和生物相容性，在先前的研究中，其展現(xiàn)出了在外加電場和犧牲金屬的刺激下產(chǎn)生變形和運(yùn)動(dòng)的能力，在柔性機(jī)器人領(lǐng)域被寄予厚望。
鎵基合金一直以銀白色的金屬光澤示人。近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究報(bào)道了液態(tài)金屬表面在犧牲金屬或電場的刺激下可產(chǎn)生變色現(xiàn)象，使得液態(tài)金屬具備了類似章魚等頭足綱動(dòng)物的柔軟、可變形變色的特點(diǎn)。研究表明，鎵基液態(tài)金屬的變色是由于其表面產(chǎn)生了百納米厚的三氧化二鎵介孔薄膜，其色彩來源有干涉和散射兩種形式。當(dāng)放置在石墨基底上并與電解質(zhì)溶液中的鋁箔混合時(shí)，由于三氧化二鎵薄膜的瑞利散射和薄膜-金屬界面出現(xiàn)的微納米空腔，液態(tài)金屬表面上出現(xiàn)銀白色到金色最后到黑暗的顏色變化。而在電場的調(diào)節(jié)下，薄膜的上下表面光滑，入射光發(fā)生薄膜干涉，使得液態(tài)金屬表面可以出現(xiàn)類彩虹色的分布。此結(jié)果為開發(fā)具有智能偽裝功能的柔性機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供了重要思路。
該研究由理化所研究員饒偉和宋愷合作。相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)青年基金及重點(diǎn)基金、北京市科委重大專項(xiàng)的大力支持。
