頸椎、肩關(guān)節(jié)、腰椎、指骨等許多部位發(fā)生骨折，可以不用傳統(tǒng)的石膏固定，而用液態(tài)金屬制作的骨科外固定支具“外骨骼”?！巴夤趋馈笔且簯B(tài)金屬走向應(yīng)用的一次飛躍

液態(tài)金屬領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究已從最初的冷門，發(fā)展成當(dāng)前備受世界范圍廣泛關(guān)注的國際重大科技前沿，影響范圍甚廣

文 |《瞭望》新聞周刊記者 王長山 浦超 楊靜

在一些科幻電影里，“液態(tài)金屬”機(jī)器人被打穿的地方會(huì)自動(dòng)修復(fù)，被火燒化后很快又能恢復(fù)原形……“液態(tài)金屬”機(jī)器人不可思議的能力超乎觀眾想象。

“但是今天，科學(xué)與幻想的交織正碰撞出絢麗的火花。液態(tài)金屬這一神奇材料正從想象和科幻中走入現(xiàn)實(shí)。”云南中宣液態(tài)金屬科技有限公司（下稱中宣公司）董事長楊應(yīng)寶說。

液態(tài)金屬是一大類合金材料，通常是指熔點(diǎn)低于300攝氏度的低熔點(diǎn)合金，常溫或工作狀態(tài)下為液態(tài)，具有液態(tài)溫區(qū)寬、導(dǎo)熱率高、導(dǎo)電性好等特性?！爸卑滓稽c(diǎn)說，液態(tài)金屬就是常溫下呈液態(tài)，可流動(dòng)并且能導(dǎo)電的金屬?！睏顟?yīng)寶說。

據(jù)楊應(yīng)寶介紹，液態(tài)金屬的制造工藝無需高溫冶煉，環(huán)保無毒，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、航空航天、軍工國防、生物醫(yī)療、教育與文化創(chuàng)意等領(lǐng)域，特別是在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域從理論研究到實(shí)踐運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了較大突破?！耙簯B(tài)金屬這種充滿科幻色彩的新型功能材料正從實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)基地向我們?nèi)粘Ｉ钭邅??！?/p>實(shí)驗(yàn)室中正在進(jìn)行測試的液態(tài)金屬材料（2021年3月10日攝） 江文耀攝/本刊

液態(tài)金屬走入生活

“包裹感很好，很輕巧。固定時(shí)，哪里不對(duì)還可以矯正，拆卸下來可繼續(xù)使用?！辟F州省27歲的孔先生第一次知曉液態(tài)金屬，并與之親密“接觸”，就被它的神奇折服。

據(jù)孔先生介紹，他因手臂受傷骨折，到云南省宣威市第一人民醫(yī)院治療。手術(shù)后，先用傳統(tǒng)石膏固定手臂，舉止不便。看到醫(yī)生為其他患者更換了用液態(tài)金屬制作的骨科外固定支具（又稱“外骨骼”），十分好奇，要求也使用“外骨骼”，效果果然不錯(cuò)。

宣威市第一人民醫(yī)院骨一科主任闞樹文說，醫(yī)院今年才引進(jìn)“外骨骼”，目前已試用數(shù)十例，使用起來很便利，塑形和透氣性較好，也可戴著照X光，影像很清晰。

負(fù)責(zé)該產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化實(shí)施的云南邁特力醫(yī)療技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)張勇說，“外骨骼”克服了相關(guān)材料笨重、易折斷、不透氣、易引起皮膚干癢等缺點(diǎn)，不僅固定和支撐作用好，而且輕巧便捷、低溫塑形、貼合度高、舒適透氣、穿戴方便，特別是它能多次軟化塑形、重復(fù)使用，避免傳統(tǒng)采用打石膏固定的患者在換藥或特殊檢查時(shí)需破壞性拆除，并再次或多次打石膏固定的問題，降低了患者的使用成本。

記者體驗(yàn)液態(tài)金屬“外骨骼”發(fā)現(xiàn)，加熱前，絨布包裹著的板材儼然一塊硬鋼板。加熱幾分鐘后，鋼板變得可以隨意揉捏，就像玩具彩泥。戴在手腕關(guān)節(jié)處捏緊壓實(shí)，幾分鐘后又恢復(fù)了硬度，把手腕關(guān)節(jié)裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，就像戴著一個(gè)加大號(hào)的運(yùn)動(dòng)護(hù)腕。

張勇表示，頸椎、肩關(guān)節(jié)、腰椎、指骨等許多部位發(fā)生骨折，都可使用“外骨骼”，“外骨骼”是液態(tài)金屬走向應(yīng)用的一次飛躍。

“2021年末，相關(guān)產(chǎn)品已進(jìn)入全國50余家醫(yī)院試用，完成臨床試用1200余例?！敝行靖笨偨?jīng)理徐文志說。

楊應(yīng)寶說，“外骨骼”是中國科學(xué)家在液態(tài)金屬生物醫(yī)學(xué)材料方面取得的原創(chuàng)性突破，已研發(fā)生產(chǎn)出130多個(gè)規(guī)格類型產(chǎn)品。

“外骨骼”只是液態(tài)金屬應(yīng)用的一個(gè)代表。3D電子手寫筆、電子油墨、導(dǎo)熱片、芯片散熱器、液態(tài)金屬光伏疊瓦組件、液態(tài)金屬LED智能玻璃屏……在中宣公司液態(tài)金屬科技館，液態(tài)金屬制作的展品琳瑯滿目，許多產(chǎn)品的性能令參觀者嘖嘖稱奇。

闖出發(fā)展新路

提到液態(tài)金屬，繞不過劉靜。

劉靜是清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所雙聘研究員。他帶領(lǐng)中科院理化技術(shù)研究所和清華大學(xué)組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過近20年堅(jiān)持不懈的努力，發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬一系列全新的科學(xué)現(xiàn)象、基礎(chǔ)效應(yīng)和變革性應(yīng)用途徑。

“液態(tài)金屬領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究已從最初的冷門，發(fā)展成當(dāng)前備受世界范圍廣泛關(guān)注的國際重大科技前沿，影響范圍甚廣?！眲㈧o說。

今年52歲的楊應(yīng)寶和液態(tài)金屬結(jié)緣，最早可追溯到2007年。“我認(rèn)識(shí)了同是宣威人的劉靜，那時(shí)他正在研究液態(tài)金屬。聽劉靜介紹了液態(tài)金屬的神奇特性后，我非常激動(dòng)，覺得這種材料可以改變時(shí)代。如果干不成，就當(dāng)為科學(xué)研究作貢獻(xiàn)。”楊應(yīng)寶說。

2012年，當(dāng)劉靜把一杯液態(tài)金屬放在楊應(yīng)寶面前時(shí)，他毅然決定投身液態(tài)金屬領(lǐng)域，大干一場。

2013年，宣威市政府和中科院理化所簽訂協(xié)議，宣威市在用地、政策等方面給予支持并全力推動(dòng)，楊應(yīng)寶成為當(dāng)?shù)氐谝粋€(gè)吃螃蟹的人，正式開始他的“液態(tài)金屬生涯”。

作為一項(xiàng)原創(chuàng)新技術(shù)，產(chǎn)品沒有檢測標(biāo)準(zhǔn)，也沒有評(píng)審專家組，液態(tài)金屬產(chǎn)品難以獲得認(rèn)證走向市場。中宣公司與聯(lián)合團(tuán)體先后組織舉辦數(shù)屆中國液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)技術(shù)高峰論壇，普及和推動(dòng)液態(tài)金屬前沿技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，這些引領(lǐng)性努力引發(fā)業(yè)界關(guān)注，也引起有關(guān)部門重視。2015年6月，中宣公司下線首批次液態(tài)金屬應(yīng)用產(chǎn)品。

2016年，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)被列入《云南省“十三五”科技創(chuàng)新規(guī)劃》《云南省“十三五”新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》及《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》。

2017年，液態(tài)金屬被列入國家《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2017年版）》，2018年又被納入國家《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類目錄》。

幾年來，中宣公司累計(jì)投入逾3.4億元，建成年產(chǎn)200噸的液態(tài)金屬系列產(chǎn)品生產(chǎn)線，擁有200多個(gè)液態(tài)金屬配方和300多項(xiàng)專利。2021年，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破5億元。公司先后被評(píng)為云南省“金種子”企業(yè)、國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)、2021民營企業(yè)科技創(chuàng)新100強(qiáng)。

崛起的液態(tài)金屬谷

楊應(yīng)寶說，液態(tài)金屬是新材料，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)屬新興產(chǎn)業(yè)，在國家有關(guān)部門和云南各級(jí)政府的大力支持下，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)獲得突破性發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)孵化，促進(jìn)液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。圍繞液態(tài)金屬研究成果和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，孵化8家企業(yè)，負(fù)責(zé)承載液態(tài)金屬材料和功能器件、電子打印、骨科用耗材及器械、智能玻璃顯示屏的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)的企業(yè)集群初見規(guī)模。

建設(shè)研發(fā)平臺(tái)，增強(qiáng)科研基礎(chǔ)實(shí)力。成立云南科威液態(tài)金屬谷研發(fā)有限公司，主要從事液態(tài)金屬應(yīng)用研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、液態(tài)金屬產(chǎn)品檢測檢驗(yàn)等業(yè)務(wù)。團(tuán)隊(duì)共申請(qǐng)專利600余項(xiàng)，獲授權(quán)專利360余項(xiàng)，研發(fā)液態(tài)金屬配方500余個(gè)，轉(zhuǎn)化產(chǎn)品20余項(xiàng)，進(jìn)入市場產(chǎn)品10余個(gè)。

構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系，引領(lǐng)規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展。設(shè)立云南省新材料液態(tài)金屬標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)、云南省液態(tài)金屬產(chǎn)品質(zhì)檢中心，制定液態(tài)金屬國家標(biāo)準(zhǔn)《鎵基液態(tài)金屬》，制定地方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)5種。

抓工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造。液態(tài)金屬3D電子手寫筆獲中國工業(yè)設(shè)計(jì)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)紅星獎(jiǎng)、中國工業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀作品獎(jiǎng)。導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱片及功能器件散熱方案已實(shí)現(xiàn)在有關(guān)國際企業(yè)終端產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，多家國內(nèi)大企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用測試。

一類材料，一個(gè)時(shí)代。在楊應(yīng)寶眼中，一個(gè)全新的液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)集群，一個(gè)新型的液態(tài)金屬谷正在崛起?！?/p>