Nhóm nhà khoa học đã thành công trong việc phát triển kim loại có khả năng biến đổi hình dạng, tạo điều kiện cho việc sản xuất T-1000 như trong 'Kẻ hủy diệt' không còn xa lạ.

Sự thay đổi nhanh chóng hình dạng của hợp kim theo cách có thể đảo ngược: Các nhà hóa học đã tiến hành một bước quan trọng trên con đường phát triển công nghệ có thể tái cấu hình.

Khi thấy 'liquid metal', người hâm mộ khoa học nghĩ ngay đến robot T-1000 trong 'Kẻ hủy diệt' - cấu tạo từ 'kim loại lỏng', có khả năng thay đổi hình dạng theo ý muốn.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học North Carolina đã đạt được một bước tiến quan trọng trên con đường tạo ra những hợp kim như vậy.

Bằng cách áp dụng điện áp thấp vào chất lỏng dẫn điện (trong trường hợp này là dung dịch nước) và điều chỉnh độ cứng của nó, các nhà nghiên cứu đã thay đổi hình dạng của các giọt hợp kim gali-indium trong nước gần như tức thì, khiến chúng lan ra thành các dải dài hoặc co lại thành các hình cầu.

Trưởng nhóm nghiên cứu Michael Dickey giải thích: 'Khi biến kim loại thành chất lỏng và thay đổi hình dạng, chúng ta có thể tạo ra các cấu trúc biến đổi'.

Ứng dụng chính mà các nhà khoa học quan tâm là tạo ra các ăng ten kim loại nhỏ có khả năng điều chỉnh: cùng một loại vật liệu có thể biến dạng để truyền và thu nhận tín hiệu.

Tương tự, vật liệu này có thể được áp dụng để tạo ra các mạch điện có thể thay đổi cấu trúc mạng dây điện tự nhiên, như hệ thần kinh có thể tạo ra hoặc loại bỏ các kết nối cụ thể để duy trì trạng thái tối ưu.

Benoit Grosdidier, một chuyên gia về kim loại lỏng tại Đại học Lorraine ở Pháp, tin rằng chất hàn hiện đang được sử dụng trong ngành điện tử sẽ được thay thế bằng các hợp kim như vậy.

Benoit Grodidier giải thích: 'Chìa khóa của quá trình hàn là sự lan truyền của kim loại hàn và sự 'thấm ướt của chất nền' tương tự, do đó kim loại lỏng có thể thay thế các kim loại độc hại đang được sử dụng hiện nay (như chì) hoặc các kim loại khác đang khan hiếm'.

Ví dụ, thiếc, thường được sử dụng để hàn vì độ linh hoạt tuyệt vời của nó, tuy nhiên chúng ta đang phải đối mặt với tình trạng cạn kiệt nguồn thiếc; việc thay đổi độ linh hoạt bằng cách áp dụng một điện áp có thể thay thế nó bằng các kim loại khác phong phú hơn.

Michael Dickey thừa nhận: 'Chúng tôi đang tiến hành giai đoạn nghiên cứu ban đầu. Tuy nhiên, ông nhấn mạnh lợi ích lớn của hợp kim lỏng: hợp kim này không giống như thủy ngân, chúng không có độc tính và có khả năng thay đổi hình dạng theo ý muốn'.

Mọi thứ diễn ra ở mức độ siêu vi, xuất phát từ các lực đảm bảo giọt kim loại lỏng vẫn liên kết khi chúng tiếp xúc với không khí hoặc chất lỏng - điều này xác định hình dạng cuối cùng của kim loại lỏng. Lực này chính là sự căng bề mặt, trên bề mặt ao có thể thấy được sự lan tỏa của nước (thường gọi là nhện nước) trên mặt nước mà bề mặt chất lỏng không bị chảy. Đó chính là sức căng bề mặt của nước có thể chịu trọng lượng của sợi nước.

Sức căng bề mặt của hợp kim gali-indium cao gấp bảy lần sức căng của nước. Trái ngược với nước, các giọt hợp kim gali-indium thường có hình cầu trên hầu hết các bề mặt để giảm thiểu diện tích tiếp xúc với bên ngoài.

Tuy nhiên, khi các giọt này nằm trong dung dịch dẫn điện và được nối với nguồn điện, các nguyên tử kim loại trên bề mặt sẽ tạo oxit phản ứng với điện tích trong dung dịch, dẫn đến sự thay đổi hình dạng của giọt hợp kim gali-indium khi điện áp được thay đổi.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra vai trò của oxit giữa kim loại và nước trong dung dịch dẫn điện. Michael Dickey giải thích: 'Các oxit chứa nguyên tử gali, một mặt kết hợp với kim loại lỏng; mặt khác, chúng có phân tử tương tự như nước (nhóm hydroxyl), do đó chúng cũng ưa nước'.

Hợp kim lỏng có thể chảy theo đường đã được thiết lập bởi nhà nghiên cứu, và sau đó có thể lan ra để tạo ra các hình dạng khác nhau như thể nó có sự sống, giống như một con robot T-1000 thu nhỏ ở một cấp độ 'phèn' hơn.