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          國內外首部《液態金屬生物材料學》與《液態金屬柔性機器學》學術著作出版

          時間:2019/03/28

          近日,由劉靜研究員帶領的中科院理化所與清華大學聯合研究組,經數年時間整理和撰寫的兩部英文學術著作《液態金屬生物材料學》與《液態金屬柔性機器學》,正式于知名學術出版機構施普林格(Springer)出版。兩部著作均系國內外首部,填補了相應學術文獻空白。 


          近年來,液態金屬研究日益滲透到自然科學與工程技術的多個領域。在生物醫學與健康技術領域,獨特的液態金屬更為此帶來觀念性變革。針對若干醫學難題和技術挑戰,聯合小組率先開展了一系列有益嘗試,有關成果在國際上持續引發重大反響。比如,首創的液態金屬神經連接與修復技術,被認為是“令人震驚的醫學突破”;創建的液態金屬血管造影術、可注射型液態金屬骨水泥、剛柔相濟型外骨骼、植入式醫療電子在體3D打印與注射電子,以及液態金屬皮膚電子學等,也因嶄新學術理念和技術突破性,為業界廣泛重視。大量原創工作被諸多知名科學雜志及新聞如New Scientist、MIT Technology Review、Daily Mail、News Week、Fox News等專題報道。近期,國際上陸續有團隊跟進,種種態勢預示著液態金屬生物材料學作為一個全新領域的崛起??紤]到液態金屬對于發展新興生物醫學技術的重要啟示意義,聯合小組應邀撰寫出版了《液態金屬生物材料學》一書,系統構建了液態金屬生物材料學領域的理論與技術體系,總結了液態金屬作為生物醫用材料所呈現的獨特優勢和應用特點,對國內外在液態金屬生物材料學方面的研究概況與典型進展進行了系統歸納和綜合評述,并剖析了這一新興領域面臨的科學技術挑戰及未來發展方向。 


          此外,不同于上述主題的是,此次出版的《液態金屬柔性機器學》著作,則旨在系統講解實驗室于世界上首次發現的一系列全新的液態金屬機器(液體機器)、自驅動機器、過渡態機器或微型馬達、固液組合機器的基本原理乃至構筑各類可變形機器應用技術的全貌。長期以來,實現可在不同形態之間自由轉換的軟體機器人,一直是全球科學界與工程界的重大挑戰。然而,已有的技術體系在實現受控主體大尺度可控變形等方面始終面臨關鍵瓶頸。為此,近年來,理化所與清華大學聯合小組從全新體系出發,開創性提出了突破傳統技術理念的液態金屬軟體機器人思想,從材料、器件到系統等方面逐步構建相應的理論與技術體系。由于顯著的科學突破性,有關發現被Nature、Nature Materials、Science News、New Scientist、Discover、Phys.org、Chemistry World等廣泛評介,引發全球范圍持續廣泛反響,被認為預示著軟體機器人的新時代,液態金屬機器人被列為是機器人領域最具發展潛力的十大方向之一。迄今,機器人大多仍以一種剛體機器的形式發揮作用,這與自然界中人或動物有著平滑柔軟的外表以及無縫連接方式完全不同。液態金屬機器的問世引申出了全新的可變形機器概念,將顯著提速柔性智能機器的研制進程。當前,全球圍繞先進機器人的研發活動正處于如火如荼的階段,比如,美國國家自然科學基金會僅在2017年設立的單項軟體機器人項目經費就高達2600萬美元。若能充分發揮液態金屬所展示出的各種巨大潛力,并結合相關技術,將引發諸多超越傳統的機器變革?!兑簯B金屬柔性機器學》著作的適時出版,可望積極促進國際上相關科學探索和技術研發向縱深發展。 


          上述研究先后得到中國科學院前沿科學項目、中國科學院院長特別基金及國家自然科學基金重點項目資助。


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