据物理学家组织网近日报道, 美国卡耐基梅隆大学科学家研发出一种在室温下呈液态的金属合金, 并将其注入橡胶后制成像天然皮肤一样柔软和富有弹性的晶体管. 发表在《先进科学》杂志上的这一最新成果预示着, 这些软性材料或将开创液态计算机新时代.
晶体管被称为掌上电脑, 智能手机等数字产品的 '大脑' , 负责处理信号和数据, 随着其尺寸越来越小, 这些数字计算机产品也在不断变小, 变强和更加普及. 但由于晶体管用的都是固体材料, 始终无法摆脱拒人于千里之外的硬邦邦感觉.
在最新研究中, CMU软体机器实验室工程师卡梅尔·麦吉迪和詹姆斯·威斯曼研制出新方法, 制成拥有数字功能和柔软可变形兼备的流体晶体管. 他们通过调配铟镓两种金属的混合比例, 找到一种在室温下呈液态的特殊合金, 注入橡胶后不仅能像铜和银等金属一样导电, 还拥有天然皮肤一样的柔软弹性.
他们用液态铟镓合金制成了可伸展性电路线和电子开关, 这些晶体管通过开关两个液滴的连接发挥作用. 实验证明, 当沿着某个方向施加一个伏特电压时, 两个液滴会相互靠近并连接成一座金属桥梁, 从而实现导电功能; 当沿着相反方向施加一个伏特电压时, 液滴会相互远离, 导电性能关闭. 只要施加微量电压, 液态晶体管就会拥有传统晶体管一样的特性.
研究人员表示, 两个液滴类似于场效应晶体管的源极和漏极, 通过电压调控液滴的形状, 晶体管电路可按需开关. 这种液态金属电路在未来拥有无穷应用潜力, 比如研制模拟鸟类的飞行机器人, 能在保持电学功能的同时承受高空极端条件下的变形压力; 研发出用于搜救机器人, 以及监控疾病和恢复大脑功能等领域的液态计算机.
