3D列印開發超材料「液態金屬聚合物微晶格」：具有高斷裂韌性和自修復功能性

           1991年上映的科幻電影《終結者2》描繪了一個能夠隨意變形，可自我修復的液態金屬機器人T-1000，展現了液態金屬應用的無限可能。電影中液態金屬機器人是邪惡的化身，在實際應用中，液態金屬卻大有裨益，特別是在小尺度一些精密的應用上，如神經纖維修復和微型機器人。然而直接暴露的液態金屬不易操作，且容易腐蝕其他金屬，應用不當會帶來不良後果，有鑑於此，香港城市大學“納米製造實驗室”的科研團隊正在嘗試在微觀尺度上“駕馭”液態金屬，使得其為未來精密應用，特別是金屬力學超材料帶來更多新的可能。
           目前的金屬微點陣力學超材料具有超輕、高比強度等特性，在無人機機翼、小微型電子器械等器件上具有很好的應用前景。但是，目前這類力學超材料的韌性較差，且在服役過程中容易脆斷失效。為了提高韌性，香港城市大學機械工程學系陸洋教授領導的研究團隊開發了液態金屬-聚合物微點陣力學超材料。該材料不僅有良好的韌性，而且充分利用低溫度範圍下液態金屬的特性，實現了類似科幻電影中復雜形態液態金屬的自我修復功能。該項研究成果發表在國際知名期刊《Small》。
           研究團隊使用超高精度光固化3D列印機 microArch® S140 列印出中空的聚合物外框，壁厚100-300 μm。採用真空液體填充技術在聚合物薄殼中註入液態金屬鎵（Ga），首次製備了液態金屬-聚合物核殼結構的微點陣力學超材料。該材料具有以下特點：