據物理學家組織網近日報道, 美國卡耐基梅隆大學科學家研發出一種在室溫下呈液態的金屬合金, 並將其注入橡膠後製成像天然皮膚一樣柔軟和富有彈性的晶體管. 發表在《先進科學》雜誌上的這一最新成果預示著, 這些軟性材料或將開創液態計算機新時代.
晶體管被稱為掌上電腦, 智能手機等數字產品的 '大腦' , 負責處理訊號和數據, 隨著其尺寸越來越小, 這些數字計算機產品也在不斷變小, 變強和更加普及. 但由於晶體管用的都是固體材料, 始終無法擺脫拒人於千裡之外的硬邦邦感覺.
在最新研究中, CMU軟體機器實驗室工程師卡梅爾·麥吉迪和詹姆斯·威斯曼研製出新方法, 製成擁有數字功能和柔軟可變形兼備的流體晶體管. 他們通過調配銦鎵兩種金屬的混合比例, 找到一種在室溫下呈液態的特殊合金, 注入橡膠後不僅能像銅和銀等金屬一樣導電, 還擁有天然皮膚一樣的柔軟彈性.
他們用液態銦鎵合金製成了可伸展性電路線和電子開關, 這些晶體管通過開關兩個液滴的連接發揮作用. 實驗證明, 當沿著某個方向施加一個伏特電壓時, 兩個液滴會相互靠近並連接成一座金屬橋樑, 從而實現導電功能; 當沿著相反方向施加一個伏特電壓時, 液滴會相互遠離, 導電性能關閉. 只要施加微量電壓, 液態晶體管就會擁有傳統晶體管一樣的特性.
研究人員表示, 兩個液滴類似於場效應晶體管的源極和漏極, 通過電壓調控液滴的形狀, 晶體管電路可按需開關. 這種液態金屬電路在未來擁有無窮應用潛力, 比如研製類比鳥類的飛行機器人, 能在保持電學功能的同時承受高空極端條件下的變形壓力; 研發出用於搜救機器人, 以及監控疾病和恢複大腦功能等領域的液態計算機.
