新南威爾士大學研發出世界首臺液態金屬電機

澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）的研究人員創造出世界首臺由液態金屬液滴驅動的神奇電機，為軟體機器人和柔性機器開啟全新可能。

液態金屬電機有望讓軟體機器人獲得“心臟”

新南威爾士大學的研究人員開發出一種全新的電機，它的旋轉并非依賴剛性部件，而是由一滴液態金屬實現。這項發表在權威期刊《npj Flexible Electronics》上的突破性研究，可讓科幻電影《終結者》中的液態機器人T-1000的科幻成真，還可能為未來的軟體機器人、微型醫療器械賦予了一顆強大的柔軟“心臟”。從而使這一突破，有望改變軟體機器人、柔性電子以及醫療器械等領域。

這種微型電機被稱為液態金屬液滴旋轉槳葉電機，其工作原理完全不同于傳統電機。它不使用線圈或磁體等剛性結構，而是將一滴液態金屬嵌入鹽溶液中，并施加電場，利用液態金屬內部產生的旋渦流動來實現旋轉。

在旋轉的液態金屬內部放置了一片小型銅質槳葉，槳葉會被內部流動“帶動”，從而產生持續旋轉。

這是一種創造運動的全新方式。研究人員直接利用液態金屬本身的流動來產生旋轉，而不需要任何傳統的運動部件。它結構簡單、體積緊湊，而且天生具有柔性。

電機轉速可達每分鐘 320 轉，為液態金屬執行器樹立了新的標桿。這證明了簡單、可流動的金屬同樣可以驅動旋轉，并為一種全新的電機類別打開了大門。

對許多人來說，微電機早已融入日常生活，但在平時常常不被注意——手機的震動、筆記本電腦的散熱風扇、相機的自動對焦，都離不開微電機的工作。

旋轉電機將能量——無論是電能還是機械能——轉化為扭矩，使轉軸持續轉動，從洗衣機到無人機，幾乎所有現代設備都依賴這種旋轉運動。

正因如此，任何制造電機的新方法，都可能重塑家庭、工業，甚至醫療領域中的機器形態。

這種液態金屬電機在傳統剛性結構在一些特殊的場景中尤為有價值。例如在軟體機器人領域，機器往往需要彎曲、拉伸，或擠進狹小空間。

剛性的齒輪和傳動軸會帶來限制，而一種本身就柔軟、可變形的電機，則可能徹底改變機器人的設計方式。

該項目合作者、悉尼大學教授 Kourosh Kalantar-Zadeh表示：一個微型機器人可以在人體內部狹窄而不規則的空間中移動，其動力來自柔軟、靈活，而不是堅硬、脆弱的電機——這正是這項新技術所指向的未來。

這一設計的美妙之處在于它的簡單性，就像一個微型水車。正如流水推動水車葉片旋轉一樣，旋轉的液態金屬推動著銅質槳葉。

除了機器人領域，液態金屬電機還可用于柔性電子、微流控設備以及生物醫學植入物，在這些需要在狹小或敏感環境中實現緊湊、自成一體運動的應用中，優勢尤為明顯。

其結構的簡潔性與高度適應性，或將使工程師能夠設計出此前難以想象、甚至無法實現的機器人。