从“科幻”走进现实的液态金属

　　说起液态金属，生活中人们所熟知的温度计里的水银，相比一些科幻电影中，“液态金属”机器人拥有自动修复，自由变换形状的神奇能力虽相距甚远，但随着我国液态金属技术的快速发展，由此制成的一些先进装置已经得到实践应用。

　　“科学与幻想的交织正碰撞出绚丽的火花。液态金属这一神奇材料正从想象和科幻中走入现实。” 云南中宣液态金属科技有限公司（以下简称中宣公司）办公室负责人徐学启告诉记者，液态金属是一大类多金属合金的功能性前沿新材料，其制造工艺无需高温冶炼、环保无毒，可大量运用于工业制造、航空航天、军工国防、生物医疗、教育文化等领域，其成果被誉为人类运用金属的二次革命。

　　从冷门到科技前沿，由制造到创造

　　“液态金属具有固态、液态任意转换的特性，也是目前所有热界面材料中热导率最高的，这些都是固体金属无法取代的。”据徐学启介绍，固体金属需要通过高温冶炼，在高温下呈液态，在常温下呈固态。液态金属是一种相变材料，具有可流动、高导电性、高导热率、熔点沸点可控等特点，根据应用场景的不同在固态与液态之间可以灵活转换。可以说仅用单项材料就将诸多尖端功能材料的优势集于一体，有望突破许多传统技术的应用瓶颈，为新兴科学与技术前沿提供了重要启示和丰富的研究及应用空间。近年来，得益于国内外学者特别是中国研究团队在基础探索与工业化实践方面的开创性工作，液态金属物质科学已从最初的冷门发展成为备受国际关注的重大科技前沿热点，影响范围甚广。

　　比如在生物健康领域，由中科院理化所刘静教授研发团队创建的液态金属血管造影术、液态金属栓塞血管治疗肿瘤技术、碱金属流体热化学消融治疗肿瘤法、注射式固液相转换型低熔点金属骨水泥、液态金属柔性外骨骼技术、印刷式液态金属柔性防辐射技术、注射式可植入医疗电子技术等，也以其崭新的学术理念和技术突破性，引起业界广泛重视。

　　2021年，宣威市第一人民医院引进了一批液态金属“外骨骼”，相比传统材料的笨重、易折断、不透气、易引起皮肤干痒等缺点，不仅固定和支撑作用好，而且轻巧便捷、低温塑形、贴合度高、舒适透气、穿戴方便，特别是它能多次软化塑形、重复使用，避免传统采用打石膏固定的患者在换药或特殊检查时需破坏性拆除，并再次或多次打石膏固定的问题，降低了患者的使用成本。

　　一名正在使用“外骨骼”治疗骨折的患者告诉记者，在加热前，绒布包裹着的板材是一块硬钢板。加热几分钟后，钢板变得可以随意揉捏，就像玩具彩泥。戴在手腕关节处捏紧压实，几分钟后又恢复了硬度，把手腕关节裹得严严实实，就像戴着一个加大号的运动护腕。

　　“目前，‘外骨骼‘是中国科学家在液态金属生物医学材料方面取得的原创性突破，现在宣威成立迈特力公司实现规模化生产，已完成人体16个部位，138个规格型号的产品备案。 ” 徐学启介绍说，“外骨骼”只是液态金属应用的一个代表。3D电子手写笔、电子油墨、导热片、芯片散热器、液态金属光伏叠瓦组件、液态金属LED智能玻璃屏等技术产品的研发解决了很多材料进口成本高和关键技术“卡脖子”的难题，实现了由制造转换为创造。

　　“中国液态金属谷”初显雏形

　　“液态金属是新材料，液态金属产业属新兴产业，在国家有关部门和云南各级政府的大力支持下，液态金属产业获得突破性发展。” 云南中宣液态金属科技有限公司董事长杨应宝介绍道，2016年以来，云南省政府高度重视液态金属产业发展，先后将液态金属产业写入《云南省 “十三五”科技创新规划》《云南省“十四五”科技创新规划》《云南省“十四五”原材料工业发展规划》《云南省“十四五” 民营经济暨中小企业发展规划》等重要发展规划中。

　　2013年10月，在政策大力支持下，依托于中宣公司，“科创中国” 液态金属前沿新材料创新基地正式立。中宣公司通过自主孵化、招商引资等方式已孵化出科威、迈特力、靖创、冰金、宣威梦之墨、能科光伏、深圳中宣、巨晶、成亮、前沿液态金属公司等10余家企业。自主研发的液态金属3D笔、射频消融系统、外骨骼固定支具、磷锡合金等新产品获高交会优秀产品奖。液态金属热界面材料系列产品实现批量在索尼、联想、QT电子、九州风神等企业的应用，产品性能优于国外产品，已实现进口替代。

　　公司采用了中科院理化所刘静团队原创的液态金属技术，与中科院理化所共同推出系列填补空白性的液态金属产品生产线，产品广泛应用于能源、热控、制造、电子等领域，产业集群初具规模，在产业聚集、创新能力方面均领先于全国，首创并倡导建设的“中国液态金属谷” 已初显雏形。

　　“产业发展过程中研发团队也在不断壮大，先后与昆明理工大学、云南省科学技术院、上海材料研究所等单位开展协同创新合作，现研发团队拥有博士10余人、硕士20余人，为产业的发展提供了巨大的推动力。云南是‘有色金属王国’，液态金属是一种多元素合金，其主要的有色金属原材料在云南都可以就地采购，为液态金属的长远发展提供了充足的原料保障。我国在液态金属领域通过多年的发展和技术更新迭代，已逐步成为该领域的领头羊，相关技术也正逐步应用到各大领域中，形成强有力的市场竞争优势。” 杨应宝说。

　　据杨应宝介绍，几年来，中宣公司累计投入逾3.4亿元，建成年产200吨的液态金属系列产品生产线，拥有200多个液态金属配方和300多项专利。2021年，液态金属产业产值突破5亿元。公司先后被评为云南省“金种子”企业、国家级专精特新“小巨人”企业、2021民营企业科技创新100强。中宣公司将在液态金属领域发挥产业带头作用，持续深化产学研用合作，形成集技术开发与孵化、产品交易、物流服务等于一体的特色液态金属产业集群。（实习记者 刘金山 李思达/文 云南中宣液态金属科技有限公司供图 ）