单位：理化技术研究所 

      发现了由液态金属驱动的金属丝振荡效应、金属颗粒触发型液态金属跳跃现象等30余种全新基础效应和现象，研发了世界首台液态金属电子电路打印机、液态金属神经连接与修复、可注射金属骨骼等技术，开启了柔性机器全新途径。

媒体报道：

【新华网】探索像发现桃花源般美妙

  “中国的原创科技成果，哪些能够向世界输出？我希望液态金属算一个。”中科院理化所双聘研究员、清华大学教授刘静告诉记者。

    在中科院理化所，刘静团队的“主战场”——低温生物与医学实验室面积不足30平方米，狭小的空间摆满了瓶瓶罐罐和大量自行研发的仪器设备，以至于连个舒服伸腿的地方都不好找。就在这里，一个由9名核心成员组成的团队，做出了液态金属基础及相关应用研究的大多数前沿成果。

 “目前在液态金属研究许多领域，我们处于当仁不让的‘领跑’地位。”一向谦逊的刘静说到这里信心满满。

    他的信心从何而来？

     借助液态金属研发应用，未来人们甚至可以直接打印出一台手机，造出像电影中那样的“终结者”

     走进实验室，一位科研人员正在制作一个提升液态金属性能的器件。刘静介绍，团队最近在为完成一项液态金属原创成果加班加点。

     刘静提到的液态金属是指在常温常压下像水一样呈液态的金属。金属熔点较高，通常除了水银，常规环境下的金属多呈固态。让金属在相对低温条件下呈现液态，展现神通广大的本领，被认为是异想天开。

     刘静团队的工作，就是要找到金属呈现液态的方法并发掘它们的独特性能。从2000年开始，历经10多年的积累，团队发现了液态金属在传热、导电、流动、生物医学及柔性机器等方面的独特机理，并探索了可能的应用方向。

      2013年6月，把液态金属做成打印“墨水”，刘静团队首次研发出纸上直接生成电子电路的技术。一年后，团队又研发出世界首台室温液态金属打印机，借助该设备，只需在计算机上设定程序，就可以“打”出个性化的电路系统。这种工作让极低成本下快速、随意地制作电子电路成为现实，有望改变电子电路的制造规则。未来，人们甚至可以直接打印出一台手机，电子制造可能在办公室或家里就能完成。

      看过电影《终结者》的观众，一定对影片中可以任意改变外形、迅速恢复原貌的机器人印象深刻。2015年3月，刘静领导的中科院理化所、清华大学医学院联合研究小组，首次研发出自主运动的可变形液态金属机器，为研发“终结者”提供了实现路径。在全球先进机器人研发竞争激烈的背景下，刘静认为，液态金属打开了机器人的想象空间，有望成为机器人变革的重要引擎。

      在生物医学领域，液态金属也有广阔的应用前景。比如，2014年6月，针对断裂神经修复这一世界性难题，刘静团队利用液态金属成功“搭桥”，建立信号通路，为人体神经功能快速重建提供了可能。

      此前，科学界对液态金属的认识大多停留在水银上，刘静团队的许多研究可谓横空出世，被认为是“黑科技”。目前，国内外研究团队纷纷投入力量进入这片处女地。2014年，美国国家航空航天局还将液态金属冷却列为未来前沿技术之一。

     刘静团队的工作被科学界誉为人类利用金属的第二次革命。刘静常听到类似疑问：这一系列工作国外没有做，你们怎么想到的？“我们不追逐国际热点，而是根据科学发展的逻辑和产业需求，顺藤摸瓜，做有价值的原创研究。”刘静说。

  “我们要有自信，坚持做原创，不能肤浅地做跟风式研究。”这是刘静在实验室对团队常讲的一句话。他要求团队成员，在开展研究时多问问自己：做的是不是该领域最重要的东西，有没有开创性的成果？

     液态金属研究，既有“高大上”的基础发现，又有“接地气”的应用。刘静把这种兼具科学和技术之美的研究称为“完美科学”，液态金属研究是“科学与技术齐飞”。

      科学突破往往是殚精竭虑地思索到一定程度，受到实验发现或灵感启发，最终实现质的飞跃

      刘静深入研究液态金属，最早源于寻求一种芯片降温的方法。实验中液态金属会不经意间洒到计算机上，弄脏屏幕。然而，原本糟糕的情形却酝酿着大技术——可不可以直接打印出电路？实验经历促使刘静思考，引发了液态金属研究的拓展。

     回顾该团队的研究历程，不少成果和最初的转向一样，看似偶然所致。比如，小组成员尝试用液态金属镓合金来连接、修复受损神经时，在测试中不经意发现，散落在牛蛙坐骨神经周围的液态金属微小液滴，在电触发下出现令人惊奇的自旋转现象。刘静团队受此启发，探索通过电场控制实现液态金属转换与变形的可能性，由此观察到了液态金属蕴含的物理学图景，开启了液态金属自主运动机器的研究。

     又如，在优化液态金属电子电路打印溶液固化问题时，研究人员尝试了火烧、有机溶剂溶解等多种常规方法，效果均不佳。一次闲聊，有人提出用低温冷冻的方式。没想到，该方法产生奇效，团队由此解决了电子器件高度适形化制造难题。

  “偶然中有必然，我们长期沉浸在液态金属领域，各种各样的信息每天都在脑海里交汇，我们不能预料下一步突破在哪，但会穷尽方法去尝试，坚信一定会在某个节点实现突破。”刘静说。

  “人类第一次制备出石墨烯，看上去好像就是用透明胶纸不断粘出来的，其实背后有很深刻的原理。”刘静说，科学突破往往是殚精竭虑地思索某个问题到一定程度，受到某个实验发现或灵感启发，最终实现质的飞跃。要有随时准备、敢于探索的素养，才不会把一些有价值的信息当成司空见惯的现象，才不会轻易放过任何蛛丝马迹。“机遇垂青有准备的人，不仅要有积累，更要保持探索精神。”这是刘静在团队里常提到的第二句话。

     团队成员、清华大学医学院博士后盛磊说，刘静老师不是简单教知识，还注重培养团队的科学素养，鼓励我们要敢想、敢于实验。“团队成员来自不同专业，很多人从未接触过液态金属，但进来不久便可迅速地做出好成果，这与团队重视探索、鼓励创造的氛围有关。”

     刘静告诉记者，空闲时他会通过阅读一些科幻作品来激发灵感，并酝酿一些看似荒诞的技术设想：眼睛失明了，液态金属能否充当视网膜的神经，帮助患者恢复光明？耳朵失聪了，液态金属是否可以作为听神经，传递声音？大脑停止活动了，利用液态金属构成的神经电路，是否可以接管身体？

     有积累、敢探索还不够，怎么判断研究方向？刘静说起了自己的心得：重大前沿科技领军科学家需要有前瞻性思维和眼界。使小聪明，用小技巧，偶尔碰运气也能做出一些不错的研究，但不能带领团队持续出成果，更难以保持引领地位。“相比Smart（聪明），更高一层的是Bright Mind（智慧）。”他认为，团队持续涌现优秀成果，是研究人员长期在基础研究方面下“笨”功夫，对前沿方向有敏锐把握能力后自然而然的结果。

  “即使简单如一个纸杯，你也要尊重它，调动科学思维来观察，经过千万次凝视才会有新发现。”刘静说。

为了将论文赶在凌晨前投递出去，刘静甚至在除夕团圆饭的餐桌上修改文章

     进研究所至今，何志况一直跟着刘静从事研究工作，目前已是中科院理化所年轻的副研究员。由于一门心思扎在液态金属研究上，这些年他甚至很少走出实验室。

     何志况说，自己得以安心科研，是耳濡目染实验室团队潜心研究的结果。“实验室最后走的人总是刘老师，他随身带一支笔，随时随地都在帮我们修改论文。”

     2013年除夕夜，为了将论文赶在凌晨前投递出去，刘静就在吃团圆饭的餐桌上修改文章。结果，春节假期刚过，刘静就被告知文章已被接收。

      在得到学术界关注前，刘静带领团队默默耕耘10余年，鲜为人知。刘静坦言，漫长的研究中偶尔也会萌生孤独感，但探索液态金属世界，犹如发现桃花源一般美妙，又感到很幸福、很快乐。

      “前沿科研是孤独的探索，要学会从中获得快乐，培养对科学的兴趣。”这是刘静在团队中常讲的第三句话。

       刘静说，现在实验室提供了很高的研究平台，学生用功点就有可能发表不错的论文，但能力的培养却是长期的。“科学探索是一项长期事业，就像冒险，一路上会遇到各种困扰和现实难题。研究者要不断提高，最好保持理想主义精神，如此即便荆棘丛生，内心也能充满希望，还将获得永恒的快乐。”

     2014年，刘静获得传热学界“终身成就奖”——威廉·伯格奖，还有人把刘静称为“中国液态金属教父”。

     面对这些掌声，刘静告诉团队，得到外界认可让人激动，但也不能太沉醉其间。“真正重要的是：若干年后回过来看，是不是有许多重大思想和科研成果出自我们，研究有没有为人类解决一些关键问题。”

  “我们可能在不经意间就创造了历史，未来研究被广泛应用，即便没人知道这是谁的成果，我们的工作依然很有价值。它带给你的是科学探索的审美享受。”刘静说。

刘静常与团队成员分享阅读科技史的思考。“科技的真正突飞猛进是近两三百年的事，以后还有无尽空间。我们每个成员都要争取成为主角，抓住时代的机遇。”

     近些年，刘静团队还联合工业界推动液态金属产业化应用。“我们有幸在液态金属研究上走在世界前头，但在产业方面不能落后，我们要把握历史机遇，帮助我国建成世界级的液态金属谷。”刘静说。

转自新华网：探索像发现桃花源般美妙--科技--人民网

（http://scitech.people.com.cn/n1/2016/0506/c1007-28329054.html）

扩展阅读：

1.   [中国科学院理化技术研究所官网] ？ 【朝闻天下】我国取得液态金属研究国际新突破 世界首台自驱动液态金属机器问世

2.   [中国科学院官网] ？ 液态金属固液组合机器研究获系列进展

3.   [明智科普网] ？ [理化所]封装液态金属做机器人

相关链接：

1.     中国科学院理化技术研究所：http://www.ipc.ac.cn