近期，理化所低温工程学院重点实验室发现系列有重要科学意义的液态金属基础流体效应和现
象，并在几类新型芯片冷却与热能捕获技术研究上取得关键进展。相应研究揭示了液态金属丰富的
物理学图景和应用价值。
从中科院理化技术研究所获悉，在发表于《Applied Physics Letters》上的题为“Liquid
metal patterns induced by electric CApillary force”（108: 161602，2016）的论文中，研究
小组首次发现了一类有趣的液态金属褶皱波效应（图1）：浸没于环状石墨电极之间电解液中的液态
金属，可在电磁场诱发下形成各式各样对称的褶皱波图案。其机理在于，外加电场改变了液态金属
表面的电荷分布，继而形成表面张力梯度差，由此导致的电毛细力会使得液态金属发生对称形变。
结合石墨电极与永磁体作用，液态金属可因洛伦兹力发生旋转，由此形成更为丰富的褶皱图案。这
一发现扩展了经典流体波效应的既有研究范畴。
在《AdVanced MATerials Interfaces》上发表的题为“The rebound motion of liquid metal
droplet on flexible micro/nano needle forest”（1600008，2016）的论文中，研究小组报道了
液态金属液滴在由柔性微/纳米尺度针状丛林构成的表面上的撞击、接触、反弹、扩展或收缩行为，
发现在特定针尖长径比情况下，金属液滴可发生无任何黏附性的全反弹现象。该项研究为今后采用
微/纳尺度结构实现液态金属的高效输运或黏附提供了新思路。
在《Science China Technological Sciences》发表的研究“Alternating electric field
actuated oscillating behavior of liquid metal and its appliCATion”（59: 597-603，
2016； 封面文章）中，作者们揭示了处于电解质溶液中的金属液滴在交变电场作用下的往复运动规
律。实验发现，在特定电场频率下，液滴自身运动会出现强烈共振现象；同时，在交变电场作用
下，电解质溶液的电解以及由此产生的氢气得以有效抑制。此种液态金属泵更能满足实际需要，且
结构简单、功耗低，在电解质溶液乃至血液泵送、芯片冷却、流体混合等场合有重要用途。
在《Science China Technological Sciences》上的研究论文“Electrically driven chip
cooling device using hybrid coolants of liquid metal and aqueous solution”（59: 301，
2015， 封面文章）中，作者们展示了一种全新原理的双流体芯片散热器，其同时集液态金属高导热
性与水溶液高热容性优势于一体，只需极低电压即可驱动液态金属及周边水溶液循环往复地流动，
由此将发热对象表面热量由近及远输送出去，功耗极低。比如，该器件在3W/cm2热流密度下可有效
维持热源温度低于55℃，驱动功率仅需0.8W。这种纯电控驱动的流体冷却器无需外部机械泵甚至磁
体，即实现了双重流体的同时高效泵送，结构相当紧凑，可在笔记本电脑、手机、LED、激光等光电
器件冷却乃至更多能量转换与利用场合发挥作用。
进一步地，通过特殊的双流体设计，还可实现小温差驱动下的芯片自动冷却与能量捕获。在发
表于《Applied Physics Letters》上的题为 “A volatile fluid assisted thermo-pneumatic
liquid metal energy harvester”（108: 023903，2016）的研究论文中，作者们证实，对于封装
于循环通道内的液态金属与低沸点工质如异戊烷进行加热，可克服重力实现复合流体的闭式循环往
复运动，这种自驱动甚至可在10℃左右的小温差下即可运行。相应装置结构紧凑，有很高自适应能
力。该技术在太阳能、低品位热量捕获以及高热流密度芯片冷却领域有重要用途。
平安证券指出，提到液态金属，不少人都会联想到电影《终结者2》中的机器人T1000。它可以
在固态和液态之间随意转换，并且在受损后随时变成液态进行自动修复。宜安科技于近日公告实际
控制人李扬德控制的液态金属有限公司拟入股美国上市公司LiquidmetalTechnologies，Inc.（简称
“LQMT”）18%股权且签署相关合作协议。双方将借助各自在液态金属领域拥有的优势资源，更好地
促进液态金属技术的产业转化和推广应用。图灵机器工业公司首款液态金属智能手机turingPhone
预计于今夏发布，手机配备高强度液态金属边框，宜安科技是公司液态金属结构件的唯一供应商。
液态金属具有高强度、一次成型、耐磨、防滑和抗腐蚀等优点。平安证券认为液态金属在作为软磁
功能材料和薄、轻、小的3C 产品结构材料方面具有较大发展潜力。建议关注标的：宜安科技、安泰
科技。
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