鎵合金3D打印技術(shù)攻克,液態(tài)終結(jié)者量產(chǎn)不是夢

近日，俄勒岡州立大學(xué)的工程師已經(jīng)找到了一種3D打印高導(dǎo)電性鎵合金的高復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方法。據(jù)悉，該3D打印方法可用于制造柔性電腦屏幕和其他可伸縮電子設(shè)備，包括柔性機(jī)器人。 早在2014年，英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，美國北卡羅來納州一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)日前研發(fā)出一種可進(jìn)行自我修復(fù)的變形液態(tài)金屬，距離打造“終結(jié)者”變形機(jī)器人的目標(biāo)更進(jìn)一步。

科學(xué)家們使用鎵和銦合金合成液態(tài)金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態(tài)，表面張力為每米500毫牛頓。這意味著，在不受外力情況下，當(dāng)這種合金被放在平坦桌面上時(shí)會(huì)保持一個(gè)幾乎完美的圓球不變。北卡羅來納州立大學(xué)副教授邁克爾·迪基(Michael Dickey)說：“只需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力，這種改變是相當(dāng)了不起的。

我們可以利用這種技術(shù)控制液態(tài)金屬的活動(dòng)，從而改變天線形狀、連接或斷開電路等�！� 此外，這項(xiàng)研究還可以用于幫助修復(fù)人類切斷的神經(jīng)，以避免長期殘疾。研究人員宣稱，該突破有助于建造更好的電路、自我修復(fù)式結(jié)構(gòu)，甚至有一天可用來制造《終結(jié)者》中的T-1000機(jī)器人。 但是長久以來，由于很難生產(chǎn)出用于機(jī)器人的鎵合金，對于此項(xiàng)技術(shù)還只停留在試驗(yàn)的范疇，但由于3D打印技術(shù)的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)得以大規(guī)模的推廣。據(jù)俄勒岡州立大學(xué)的工程師們發(fā)現(xiàn)，這種合金可以用3D打印高達(dá)10毫米和20毫米寬的結(jié)構(gòu)。俄勒岡州立大學(xué)學(xué)生、機(jī)器人博士、合著者Doan Yirmibeolu表示，“未來前景非常光明，很容易想象制造出的可以操作的柔性機(jī)器人，它們將會(huì)走出打印機(jī)�！�

近年來，越來越多的專家學(xué)者注意到生物的柔性與靈活性，提出了仿生柔性機(jī)器人概念，使其成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。柔性機(jī)器人具有高靈活性、可變形性和能量吸收特性等特點(diǎn)，對環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。這種機(jī)器人可以廣泛用于救援救災(zāi)，例如地震等災(zāi)害需要在倒塌的建筑廢墟中搜尋受困者。
對于“終結(jié)者”的原材料——鎵，我國是世界上主產(chǎn)國之一，目前，我國金屬鎵的消費(fèi)領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料等，其中半導(dǎo)體行業(yè)已成為鎵最大的消費(fèi)領(lǐng)域，約占總消費(fèi)量的80%。 隨著鎵行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是半導(dǎo)體和太陽能電池行業(yè)，以及我國政府對LED行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的推動(dòng)，我國鎵的消費(fèi)量還將保持大幅增長態(tài)勢。此外，因?yàn)槲覈鴩鴥?nèi)金屬鎵回收能力較小，所以對金屬鎵的需求全部依靠原生鎵支撐，這也將促進(jìn)我國市場對原生鎵需求量的大幅增長。

但是隨著我國鎵行業(yè)的快速發(fā)展，我國鎵行業(yè)存在的問題也日益凸顯出來，主要包括以下幾點(diǎn)：

一、鎵資源浪費(fèi)。因?yàn)殒壓苌賳为?dú)成礦，多為伴生礦，而一些企業(yè)由于技術(shù)、資金等多方面原因并未對礦石中所含的鎵資源進(jìn)行提取，結(jié)果造成這種稀缺資源的浪費(fèi)。

二、鎵出口大國卻無定價(jià)權(quán)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，造成這種局面的主要原因是國內(nèi)缺乏價(jià)格發(fā)現(xiàn)平臺(tái)和機(jī)制。

三、鎵生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模分散，產(chǎn)業(yè)鏈存在薄弱環(huán)節(jié)。由于鎵是伴生礦，含量不高，并且建設(shè)符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的鎵生產(chǎn)線也需要投入較多資金�？紤]到投入產(chǎn)出等方面因素，很多大中型礦業(yè)公司并未對伴生的鎵資源進(jìn)行提取。中小型鎵生產(chǎn)加工企業(yè)由于提取工藝相對簡單，投入資金相對較少，在開采生產(chǎn)過程中也造成了比較嚴(yán)重的環(huán)境污染。

面對這些棘手的問題，5月24-26日，在SMM于廣西南寧舉辦的“2018小金屬產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上，行業(yè)專家及SMM資深分析師將對鎵行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向做出權(quán)威解讀。

來源：SMM 上海有色網(wǎng)