柔(rou)性(xing)(xing)機(ji)器(qi)人是一個新興領(ling)域(yu)，從機(ji)械學、物(wu)(wu)理(li)學到生物(wu)(wu)學，都(dou)已獲得越來越廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)關注。然而具有剛(gang)性(xing)(xing)對應物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)傳統材料(liao)很(hen)難實現靈活(huo)地轉變(bian)為(wei)多種形(xing)態。鎵基液態合金具有優異(yi)的(de)(de)(de)(de)導熱性(xing)(xing)和(he)導電性(xing)(xing)、低粘度、良好的(de)(de)(de)(de)流動(dong)性(xing)(xing)和(he)生物(wu)(wu)相容性(xing)(xing)，在(zai)(zai)先前(qian)的(de)(de)(de)(de)研究中(zhong)，其展(zhan)現出(chu)了在(zai)(zai)外加(jia)電場和(he)犧牲金屬的(de)(de)(de)(de)刺激下產生變(bian)形(xing)和(he)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)能力(li)，在(zai)(zai)柔(rou)性(xing)(xing)機(ji)器(qi)人領(ling)域(yu)被寄予厚望。

近(jin)日，中(zhong)科院理化(hua)所研究報道了液態(tai)金屬(shu)(shu)(shu)表(biao)(biao)面(mian)在犧(xi)牲(sheng)金屬(shu)(shu)(shu)或電場(chang)的刺激下(xia)可(ke)產(chan)生變(bian)色(se)現象(xiang)，使(shi)得液態(tai)金屬(shu)(shu)(shu)具備了類似(si)章魚等頭足綱動(dong)物的柔軟、可(ke)變(bian)形(xing)變(bian)色(se)的特點。研究表(biao)(biao)明(ming)，鎵基(ji)液態(tai)金屬(shu)(shu)(shu)的變(bian)色(se)是(shi)由于其表(biao)(biao)面(mian)產(chan)生了百納米厚的三氧化(hua)二(er)鎵介孔薄膜，其色(se)彩來源有干涉和散射兩種形(xing)式。

當放置在石墨基底上(shang)并與電解(jie)質溶液中(zhong)的(de)(de)(de)鋁箔(bo)混合時，由(you)于三(san)氧化(hua)二鎵薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)瑞利(li)散射(she)和薄(bo)膜(mo)-金屬(shu)界(jie)面出(chu)現的(de)(de)(de)微(wei)納(na)米空腔，液態(tai)金屬(shu)表(biao)面上(shang)出(chu)現銀白色(se)到金色(se)最后到黑(hei)暗的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)變(bian)化(hua)。而在電場的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)下(xia)(xia)，薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)上(shang)下(xia)(xia)表(biao)面光滑，入射(she)光發生薄(bo)膜(mo)干涉，使得(de)液態(tai)金屬(shu)表(biao)面可以出(chu)現類彩虹色(se)的(de)(de)(de)分布。此結果為開發具有智能(neng)(neng)偽(wei)裝(zhuang)功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)柔性機器人(ren)的(de)(de)(de)設計提供了重要思路。

該研究(jiu)由中(zhong)科院理化所饒偉研究(jiu)員和宋愷研究(jiu)員合作(zuo)，成果已發表于(yu)ACS Applied Materials & Interfaces期刊，論文標題(ti)為Coloration of Liquid-Metal Soft Robots: From Silver-white to Iridescent。　　論文第一作(zuo)者為中(zhong)國科學(xue)(xue)院大(da)學(xue)(xue)未來(lai)技術學(xue)(xue)院液態金(jin)屬教研室直博(bo)研究(jiu)生后(hou)儀和北京(jing)建筑大(da)學(xue)(xue)聯合培(pei)養(yang)研究(jiu)生常皓。

相關(guan)工(gong)作得到(dao)國家(jia)自然科學(xue)青年基金及重點基金、北(bei)京市科委重大專項的大力(li)支持。