形變機器人(deformable robot)可望帶來無窮的新應用。目前已有幾種材料可用於為機器人打造出使其搖擺和蠕動的身體,但卻少了類似的可變形且可控制其動作的電路。這是啟發液態金屬電子學研究的動機之一,加上最近發表的液態金屬開關就是一項激勵人心的成果,顯示液態金屬電子學不僅可能實現,而且極具實用性。

根據美國約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的研究人員表示,形變機器人的一些新應用包括:「用於微創手術的內視鏡操縱器、用於支撐人體運動的助力裝置,以及用於娛樂系統的軟性面板等。」該研究團隊正在開發控制這一類機器運動的演算法。

另一方面,美國卡耐基梅隆大學(Carnegie Mellon University)的研究人員與北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University;NC State)的一個團隊合作,共同打造出一種相當接近流體電晶體的物質,這種結合鎵和銦的擬態合金(mimetic polyalloy)材料,能在室溫下保持液體狀態。

研究人員們發現,如果從一個方向施加電壓,則可分離材料液滴。而當在另一個方向施加電壓時,分離的液滴將會重新連接。在這兩種情況下,施加的電壓都會引起電化學反應。

目前所需的電壓大約在1V和10V之間;研究人員認為這是第一個能與電子產業常用電壓搭配運作的流體開關。

研究人員在其研究報告中描述這一電化學反應:「液滴分離受制於極限點不穩定性,而其不穩定性來自雙極電化學反應中的梯度影響。」

這個過程類似於電晶體中發生的現象。其中一位研究人員——卡耐基梅隆大學軟機器實驗室(Soft Machines Lab)機械工程師Carmel Majidi解釋,「我們設置了兩個類似於場效電晶體源極和漏極的液滴,利用這種形狀可編程的效果開啟和關閉電路。最終還可以利用這種效應打造實體可配置的電路。」

研究人員說,使用無毒合金材料打造的液體電晶體,可注入於橡膠中,打造出柔軟且可伸縮的電路,從而開啟更多新的應用機會,例如可變形的機器人、生物相容的疾病監測以及實現結合電子與合成的皮膚類型等。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Liquid transistors show that liquid metal electronics are possible and practical,by Brian Santo, contributing writer)