新一代隐身超材料，瞭望液态凭什么硬如钢

新一代隐身超材料，瞭望液态凭什么硬如钢液态金属走入生活实验室中正在进行测试的液态金属材料（2021年3月10日摄） 江文耀摄/本刊“但是今天，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（下称中宣公司）董事长杨应宝说。液态金属是一大类合金材料，通常是指熔点低于300摄氏度的低熔点合金，常温或工作状态下为液态，具有液态温区宽、导热率高、导电性好等特性。“直白一点说，液态金属就是常温下呈液态，可流动并且能导电的金属。”杨应宝说。据杨应宝介绍，液态金属的制造工艺无需高温冶炼，环保无毒，可广泛应用于工业制造、航空航天、军工国防、生物医疗、教育与文化创意等领域，特别是在医学等领域从理论研究到实践运用实现了较大突破。“液态金属这种充满科幻色彩的新型功能材料正从实验室、产业基地向我们日常生活走来。”

颈椎、肩关节、腰椎、指骨等许多部位发生骨折，可以不用传统的石膏固定，而用液态金属制作的骨科外固定支具“外骨骼”。“外骨骼”是液态金属走向应用的一次飞跃

液态金属领域的基础与应用研究已从最初的冷门，发展成当前备受世界范围广泛关注的国际重大科技前沿，影响范围甚广

文 |《瞭望》新闻周刊记者 王长山 浦超 杨静

在一些科幻电影里，“液态金属”机器人被打穿的地方会自动修复，被火烧化后很快又能恢复原形……“液态金属”机器人不可思议的能力超乎观众想象。

“但是今天，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（下称中宣公司）董事长杨应宝说。

液态金属是一大类合金材料，通常是指熔点低于300摄氏度的低熔点合金，常温或工作状态下为液态，具有液态温区宽、导热率高、导电性好等特性。“直白一点说，液态金属就是常温下呈液态，可流动并且能导电的金属。”杨应宝说。

据杨应宝介绍，液态金属的制造工艺无需高温冶炼，环保无毒，可广泛应用于工业制造、航空航天、军工国防、生物医疗、教育与文化创意等领域，特别是在医学等领域从理论研究到实践运用实现了较大突破。“液态金属这种充满科幻色彩的新型功能材料正从实验室、产业基地向我们日常生活走来。”

实验室中正在进行测试的液态金属材料（2021年3月10日摄） 江文耀摄/本刊

液态金属走入生活

“包裹感很好，很轻巧。固定时，哪里不对还可以矫正，拆卸下来可继续使用。”贵州省27岁的孔先生第一次知晓液态金属，并与之亲密“接触”，就被它的神奇折服。

据孔先生介绍，他因手臂受伤骨折，到云南省宣威市第一人民医院治疗。手术后，先用传统石膏固定手臂，举止不便。看到医生为其他患者更换了用液态金属制作的骨科外固定支具（又称“外骨骼”），十分好奇，要求也使用“外骨骼”，效果果然不错。

宣威市第一人民医院骨一科主任阚树文说，医院今年才引进“外骨骼”，目前已试用数十例，使用起来很便利，塑形和透气性较好，也可戴着照X光，影像很清晰。

负责该产品产业化实施的云南迈特力医疗技术有限公司技术总监张勇说，“外骨骼”克服了相关材料笨重、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。

记者体验液态金属“外骨骼”发现，加热前，绒布包裹着的板材俨然一块硬钢板。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。

张勇表示，颈椎、肩关节、腰椎、指骨等许多部位发生骨折，都可使用“外骨骼”，“外骨骼”是液态金属走向应用的一次飞跃。

“2021年末，相关产品已进入全国50余家医院试用，完成临床试用1200余例。”中宣公司副总经理徐文志说。

杨应宝说，“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，已研发生产出130多个规格类型产品。

“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……在中宣公司液态金属科技馆，液态金属制作的展品琳琅满目，许多产品的性能令参观者啧啧称奇。

闯出发展新路

提到液态金属，绕不过刘静。

刘静是清华大学教授、中国科学院理化技术研究所双聘研究员。他带领中科院理化技术研究所和清华大学组成的联合科研团队，经过近20年坚持不懈的努力，发现液态金属一系列全新的科学现象、基础效应和变革性应用途径。

“液态金属领域的基础与应用研究已从最初的冷门，发展成当前备受世界范围广泛关注的国际重大科技前沿，影响范围甚广。”刘静说。

今年52岁的杨应宝和液态金属结缘，最早可追溯到2007年。“我认识了同是宣威人的刘静，那时他正在研究液态金属。听刘静介绍了液态金属的神奇特性后，我非常激动，觉得这种材料可以改变时代。如果干不成，就当为科学研究作贡献。”杨应宝说。

2012年，当刘静把一杯液态金属放在杨应宝面前时，他毅然决定投身液态金属领域，大干一场。

2013年，宣威市政府和中科院理化所签订协议，宣威市在用地、政策等方面给予支持并全力推动，杨应宝成为当地第一个吃螃蟹的人，正式开始他的“液态金属生涯”。

作为一项原创新技术，产品没有检测标准，也没有评审专家组，液态金属产品难以获得认证走向市场。中宣公司与联合团体先后组织举办数届中国液态金属产业技术高峰论坛，普及和推动液态金属前沿技术研发与应用，这些引领性努力引发业界关注，也引起有关部门重视。2015年6月，中宣公司下线首批次液态金属应用产品。

2016年，液态金属产业被列入《云南省“十三五”科技创新规划》《云南省“十三五”新材料产业发展规划》及《新材料产业发展指南》。

2017年，液态金属被列入国家《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017年版）》，2018年又被纳入国家《战略性新兴产业分类目录》。

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。

崛起的液态金属谷

杨应宝说，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。

产业孵化，促进液态金属产业集群发展。围绕液态金属研究成果和产业发展方向，孵化8家企业，负责承载液态金属材料和功能器件、电子打印、骨科用耗材及器械、智能玻璃显示屏的研发、生产、销售，液态金属产业的企业集群初见规模。

建设研发平台，增强科研基础实力。成立云南科威液态金属谷研发有限公司，主要从事液态金属应用研发、标准制定、液态金属产品检测检验等业务。团队共申请专利600余项，获授权专利360余项，研发液态金属配方500余个，转化产品20余项，进入市场产品10余个。

构建标准体系，引领规范产业发展。设立云南省新材料液态金属标准化分技术委员会、云南省液态金属产品质检中心，制定液态金属国家标准《镓基液态金属》，制定地方标准1项，企业产品标准5种。

抓工业设计和产品制造。液态金属3D电子手写笔获中国工业设计权威奖项红星奖、中国工业设计优秀作品奖。导热膏、导热片及功能器件散热方案已实现在有关国际企业终端产品的实际应用，多家国内大企业进行应用测试。

一类材料，一个时代。在杨应宝眼中，一个全新的液态金属产业集群，一个新型的液态金属谷正在崛起。■