“元流体”能通过编程改变性质，弹性、黏度和光学特性均可调节

科技日报记者 张梦然

美国哈佛大学工程与应用科学学院研究人员开发出一种可编程的元流体“元流体”，其弹性、过编光学黏度、程改光学特性等性质均可调节，变性甚至能在牛顿流体和非牛顿流体之间转换。质弹该研究发表在最新一期《自然》杂志上。性黏

元流体通过哈佛徽标展示其可调光学性质。度和调节
图片来源：哈佛海洋研究所

这种创新超流体被称为“元流体”，特性使用了微型弹性球体（50—500微米之间）的元流体悬浮液，球体在压力下会弯曲，过编光学从根本上改变流体的程改性质。元流体可用于液压执行器、变性程序机器人、质弹根据冲击强度消散能量的性黏智能减震器，以及从透明过渡到不透明的度和调节光学设备等各种方面。

利用高度可扩展的制造技术，研究团队生产了数十万个高度可变形的球形胶囊，其中充满空气并将它们悬浮在硅油中。当液体内部压力增加时，胶囊就会塌陷，形成一个类似透镜的半球体；压力消除后，胶囊会弹回球形。

通过改变流体中胶囊的数量、厚度和尺寸，可改变流体的许多特性，包括其黏度和透明度。

研究人员将元流体加载到液压机器人夹具中，让夹具拾取玻璃瓶、鸡蛋和蓝莓，通过编程调节流体性质，从而调整其抓力来拾取3种物体而不压碎它们。

在由普通空气或水驱动的传统液压系统中，机器人需要传感器或外部控制才能做到这一点。而对于元流体来说，不需要任何传感器，液体本身会响应不同的压力，改变其柔顺性来调整夹具的力量，从而拿起沉重的瓶子、易碎的鸡蛋或一个小蓝莓。

研究还表明，当胶囊为球形时，元流体的行为类似于牛顿流体，这意味着其黏度仅随温度而变化。然而，当胶囊塌陷时，悬浮液会转变为非牛顿流体，其黏度会随着剪切力而变化。这也是第一种被证明可在牛顿态和非牛顿态之间转变的超流体。

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