哈佛開發神奇智能液體！機器人“喝”了更聰明，或帶來突破性應用-科學-漫步新聞-陪你看看

美國最新曝出一種新型神奇液體超材料，究竟有多神奇呢？現在你面前有一盆神奇液體，啪——你一掌拍下去，水花四濺，這是牛頓流體；你按下一個開關，啪——再一掌下去，痛得呲牙咧嘴，液體變成了鋼板，這是非牛頓流體。

也就是說這種神奇的液體是一種可編程的聰明材料，可以通過壓力變化來改變屬性，在牛頓流體和非牛頓流體之間切換。不僅如此，你還可以通過編程改變它的彈性、粘度甚至光學特性，這一突破性的發明，革命性的創新，有可能在機器人技術、光學設備、能量消散等多個領域開闢嶄新的應用天地。

這項研究來自哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院的團隊，他們開發出了一種新型的可編程元流體超材料。元流體由直徑在50至500微米之間的小彈性體球形顆粒組成，裏面充滿空氣，由於膠囊殼體的屈曲賦予了流體高度非線性的行爲特徵，它們可以在壓力作用下根本性地改變流體特性。

科學家們發現，在膠囊保持球狀形態下，元流體呈現出牛頓流體的特性，粘度主要受溫度變化的影響。但一旦膠囊發生塌陷，就會讓懸浮液狀態發生轉變，進入非牛頓流體的領域，這時候它的粘度就開始隨着剪切力的增加而發生變化——剪切力越強，流體流動性越好，這意味着世界上第一種可以在牛頓和非牛頓狀態之間轉換的元流體誕生了。

在試驗中，科學家們利用自己開發的一種高度可擴展技術，製造出數以十萬計的高度可變形球形膠囊，把它們混入硅油中懸浮起來。隨着液體內部壓力的增加，這些膠囊會發生形態上的塌陷，演變成半球狀的透鏡形態。一旦壓力消散，這些膠囊便能夠恢復原始的球形。

科學家們繼而將這種流體開發成一種高度可調節的邏輯門，從而可以通過編程改變液體中膠囊數量、厚度和大小來調節流體的各種特性，包括彈性、粘度和不透明度等。

在試驗中科學家們把元流體裝填到液壓機器人的手臂中，成功地演示了它抓取玻璃瓶、雞蛋和藍莓的能力，展現了它在不需藉助傳感器或外部控制裝置的情況下，依靠不同壓力的反應來調節抓握力度，適應各種重量和易碎性物體的獨特能力。

而目前傳統的液壓系統是用空氣或水作爲動力，機器人需要安裝某種傳感器或外部控制才能調整抓力，以避免壓碎抓取的物體。這意味着利用這種元流體，科學家們就可以設計“有思想”的智能機器人了，當它們“喝”下這種神奇的液體後，無需額外的傳感器，就可以感知不同的壓力，從而像我們人類一樣，聰明地行走、轉身、扭腰，或調整抓手力量，輕鬆快速地拿取不同物體，這可能是讓機器人真正變成人的“關鍵”。

這種神奇的元流體不僅能夠變形，還能夠玩轉光線。在第二項試驗中，當膠囊保持圓球形態時，它們會散射光線，讓流體顯得不透明，這有點類似空氣泡沫讓充氣的水顯現出白色的效果。但當外部壓力突然來襲時，這些膠囊就會迅速變身，如同微型透鏡般匯聚光線，讓流體變得透明起來。這種光學特性的轉變，爲多種潛在應用提供了可能性，比如可以根據壓力變化調整顏色的電子墨水、自動調節透明度的窗戶、防僞標籤、動態廣告、智能服裝甚至醫療領域等等。