劉景夢のインク：液体金属を「冷たい市場」から「熱い市場」に変える

中国科学院物理化学研究所の研究員と清華大学医学部の教授を兼任している劉静氏は、最近非常に多忙だ。同氏が率いる共同研究チームは、柔軟な液体金属の律動的な自発振動効果と跳躍現象を初めて明らかにし、液体金属理論に画期的な進歩をもたらしました。柔軟な液体金属の「車輪」は、3Dプリントされたプラスチック製の自動車やボートを載せることができ、電界内でさまざまな複雑な動きをしたり、材料を運んだりすることができます。

柔軟な液体金属は変形可能な金属です。さらに、科学者たちはロボットに、自律的に動く能力や生物の基本的な機能など、さらなる「知性」を期待しています。液体金属研究で画期的な進歩が遂げられれば、知能ロボット製造、国防・軍事産業、バイオメディカル、エレクトロニクス、材料科学などの分野に破壊的な変化をもたらすことになるでしょう。

「衝撃的だ！」これは、Liu Jing 氏が彼と学生たちが液体金属によって駆動される固体金属線のリズミカルな動きという基本現象を初めて観察したときに感じた感情を述べた言葉です。「私たちは自然から学んできました。簡単に言えば、柔軟な金属に生物と同じ機能を持たせる方法を模索しているのです。」劉静氏は、これは固体と液体で構成された柔軟な金属であり、アルミニウムを含む液体金属が銅線を「飲み込み」、銅線は液体金属の「体」の中で長時間前後に動くと紹介した。「外部からの動力は一切不要。銅線を本体に引き込むだけで、リズミカルに振動します。また、ステンレス線を通して銅線の振動周波数や振幅を柔軟に制御できます。このような形状はこれまで見たことがありません。」

この研究結果が発表されると、世界中の注目を集めた。物理学者協会のウェブサイト、学術雑誌、英国の「ミラー」などのマスメディアで報道された。米国の「サイエンス・ニュー・エラ」誌は、これが「新たな軍拡競争の第一歩」かもしれないとさえ評した。

この分野では、中国は常に国際競争の最前線に立ってきました。「液体金属の分野で多くの独創的で画期的な発見が我々によってなされたことは、非常に幸運なことだ」と劉静氏は述べた。劉静氏は、1999年に中国に一時帰国した後、この分野の研究に従事し、それまで「不可能」とされていた「冷たいテーマ」を徐々に今日の国際学術「ホットスポット」に変えてきたと紹介した。2011年、劉静氏と彼の学生によるコンピューターCPU用の液体金属ヒートシンクに関する研究論文は、アメリカ機械学会のジャーナルであるJournal of Electronics Packagingで2010年の唯一の最優秀論文賞を受賞した。2014年初頭、彼らは「液体金属と水の複合体は、電場の制御下でさまざまな形状と運動モードに変換できる」という基本現象を初めて発見した。 2016年、彼らの一連の最新の発見により、柔軟な液体金属の研究がさらに前進しました。「これまでの私たちの研究は、柔軟な金属の『細胞』を成長させることでしたが、今では機能的な外骨格と外骨格が開発され、柔軟な金属の応用の可能性が広がりました」と劉静氏は語った。

「液体金属は、総合的な最先端学際分野です。私が結成した清華大学物理化学研究所のチームは強力な組み合わせです。研究室には強い学際的な雰囲気があり、私たちはよく一緒に問題を議論し、お互いに刺激し合っています。」 10年以上人気のない分野にこだわってきた劉静は、困難について決して不満を言いません。「ホットスポットを追いかけるのが一番簡単ですが、科学とは常に最先端を追求し、一見「不可能」と思われる革新や探究を行うことではないでしょうか。南極クマ3Dプリントネットワークに注目してください。」

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出典：光明日報

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