看过《终结者》系列的观众一定对《终结者2：审判日》中的反派角色液态金属机器人T-1000印象深刻。这个机器人不仅柔韧性极强，可以拉伸到任何程度，还能随意改变形状，相比之下，施瓦辛格饰演的T-800肌肉男显得逊色不少。

这部1991年的影片所预言的液态金属经过28年的研究和发展，终于从科幻变为现实。据美国空军研究实验室的报告，研究人员已经开发出一种液态金属，可以像《终结者》电影中描述的那样，自动改变结构。这种液态金属可以弯曲、折叠和拉伸，成为下一代军事装备的重要研究领域。

自2017年起，美国空军研究实验室持续公布液态金属研发的最新进展，显示美国在这一领域的研究取得了快速发展。目前，实验室的液态金属天线技术已经完成了实验室阶段的验证和原型制作，可以灵活调节工作频率，实现通信设备的精简和系统减重。此外，实验室还利用3D打印技术制造了液态金属柔性电路样件，精度达到微米级别。美国大学和研究机构正在开展液态金属机器人原理的研究，以满足军队的需求。

液态金属通常指的是熔点低于200℃的低熔点合金，其中一些合金在室温下即为液态。自然界中存在的室温液态纯金属包括汞、铯、钫和镓，它们的熔点分别为-38.87℃、28.65℃、27℃和29.8℃。然而，汞因为其较大的挥发性和毒性，仅限于科学研究，而不适合大规模生产和使用。铯和钫则是性质非常活泼的金属，限制了它们的应用。

因此，自上世纪九十年代末起，科学家们开始重点研究镓合金，取代汞用于液态金属的探索和应用。镓无毒，熔点较低，易于操作，且具有良好的电气性能和热胀冷缩特性。通过加入其他元素，可以调节镓合金的熔点。研究表明，当镓中加入铟元素，形成的镓铟共晶合金，其熔点可以在零度以下，适用于电路设计，可以通过外部作用控制电路中镓铟液态金属的形态和位置，实现灵活设计和电路重构。

目前，美军正在测试镓铟液态金属天线的原型，预计未来十年内可以投入使用。液态金属3D打印技术为柔性电子器件制造开辟了一条便捷高效的途径，可以用于制造柔性导线、执行器、电极系统和可穿戴式机械外骨骼部件。

液态金属与传统金属的性质截然不同。美国空军研究实验室的科学家开发出一种名为“聚合液态金属网”的新材料，这种材料可以拉伸到原来长度的700%，并能维持稳定的电阻值，同时能够自主恢复原状。这是因为材料内部的自组织纳米结构使其具备这些特性。通常情况下，金属在受到拉伸时，导电率会下降，但这些液态金属材料的性质却相反，颠覆了人们对金属的传统认知。

这种新型液态金属材料有望应用于导电材料，尤其是在需要大幅弯曲和折叠的场合，例如未来的可穿戴电子设备。该项目始于去年末，由空军科学研究办公室提供资金支持，并正在探索与私营企业和大学合作的机会。这项技术的应用范围广泛，特别是在机器人材料领域。目前的机器人大多依赖传统材料，体积庞大，结构刚性，动作不够灵活。液态金属的应用改变了这一现状，成为机器人技术的重要突破。液态金属不仅可以制造机器人的柔性导线、执行器和电极系统等电子部件，还可以用来制作神经、肌肉和骨骼等仿生结构。使用液态金属电极制造的人工肌肉，具有高达300%的变形能力，显著优于传统的刚性金属；液态金属制成的具有传感功能的神经系统，可以摆脱传统刚性传感器的限制，搭配柔性多自由度、无刚性结构的肌肉，与生物体的运动高度契合；液态金属的低熔点固液转换机制，使得其制造的外骨骼可以在需要时变成液态，便于在狭小空间内穿行。目前，美国大学和研究机构主要在液态金属的自驱动机制、成分配比、内部结构和宏观微观性能等方面开展基础理论研究，随着研究的深入，液态金属材料将为柔性可变形智能机器人的研发开启新的视角。

众所周知，新材料是与现实世界互动并引发各种变革的关键因素，应当引起高度重视。液态金属是美军长期以来致力于开发的一种新材料技术，在革新军用电子电路系统和机器人方面具有重要意义。尽管我国在液态金属3D打印和界面接触机理研究方面取得了一些成果，但与实际应用和成果转化仍有一定距离。针对军事用途的液态金属天线开发、柔性电子屏幕和电路板打印等工程化应用成果较少，与国外相比仍存在一定差距。