頸椎、肩關節、腰椎、指骨等許多部位發生骨折，可以不用傳統的石膏固定，而用液态金屬制作的骨科外固定支具“外骨骼”。“外骨骼”是液态金屬走向應用的一次飛躍

液态金屬領域的基礎與應用研究已從最初的冷門，發展成當前備受世界範圍廣泛關注的國際重大科技前沿，影響範圍甚廣

文 |《瞭望》新聞周刊記者 王長山 浦超 楊靜

在一些科幻電影裡，“液态金屬”機器人被打穿的地方會自動修複，被火燒化後很快又能恢複原形……“液态金屬”機器人不可思議的能力超乎觀衆想象。

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

液态金屬是一大類合金材料，通常是指熔點低于300攝氏度的低熔點合金，常溫或工作狀态下為液态，具有液态溫區寬、導熱率高、導電性好等特性。“直白一點說，液态金屬就是常溫下呈液态，可流動并且能導電的金屬。”楊應寶說。

據楊應寶介紹，液态金屬的制造工藝無需高溫冶煉，環保無毒，可廣泛應用于工業制造、航空航天、軍工國防、生物醫療、教育與文化創意等領域，特别是在醫學等領域從理論研究到實踐運用實現了較大突破。“液态金屬這種充滿科幻色彩的新型功能材料正從實驗室、産業基地向我們日常生活走來。”

實驗室中正在進行測試的液态金屬材料（2021年3月10日攝） 江文耀攝/本刊

液态金屬走入生活

“包裹感很好，很輕巧。固定時，哪裡不對還可以矯正，拆卸下來可繼續使用。”貴州省27歲的孔先生第一次知曉液态金屬，并與之親密“接觸”，就被它的神奇折服。

據孔先生介紹，他因手臂受傷骨折，到雲南省宣威市第一人民醫院治療。手術後，先用傳統石膏固定手臂，舉止不便。看到醫生為其他患者更換了用液态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。

宣威市第一人民醫院骨一科主任阚樹文說，醫院今年才引進“外骨骼”，目前已試用數十例，使用起來很便利，塑形和透氣性較好，也可戴着照X光，影像很清晰。

負責該産品産業化實施的雲南邁特力醫療技術有限公司技術總監張勇說，“外骨骼”克服了相關材料笨重、易折斷、不透氣、易引起皮膚幹癢等缺點，不僅固定和支撐作用好，而且輕巧便捷、低溫塑形、貼合度高、舒适透氣、穿戴方便，特别是它能多次軟化塑形、重複使用，避免傳統采用打石膏固定的患者在換藥或特殊檢查時需破壞性拆除，并再次或多次打石膏固定的問題，降低了患者的使用成本。

記者體驗液态金屬“外骨骼”發現，加熱前，絨布包裹着的闆材俨然一塊硬鋼闆。加熱幾分鐘後，鋼闆變得可以随意揉捏，就像玩具彩泥。戴在手腕關節處捏緊壓實，幾分鐘後又恢複了硬度，把手腕關節裹得嚴嚴實實，就像戴着一個加大号的運動護腕。

張勇表示，頸椎、肩關節、腰椎、指骨等許多部位發生骨折，都可使用“外骨骼”，“外骨骼”是液态金屬走向應用的一次飛躍。

“2021年末，相關産品已進入全國50餘家醫院試用，完成臨床試用1200餘例。”中宣公司副總經理徐文志說。

楊應寶說，“外骨骼”是中國科學家在液态金屬生物醫學材料方面取得的原創性突破，已研發生産出130多個規格類型産品。

“外骨骼”隻是液态金屬應用的一個代表。3D電子手寫筆、電子油墨、導熱片、芯片散熱器、液态金屬光伏疊瓦組件、液态金屬LED智能玻璃屏……在中宣公司液态金屬科技館，液态金屬制作的展品琳琅滿目，許多産品的性能令參觀者啧啧稱奇。

闖出發展新路

提到液态金屬，繞不過劉靜。

劉靜是清華大學教授、中國科學院理化技術研究所雙聘研究員。他帶領中科院理化技術研究所和清華大學組成的聯合科研團隊，經過近20年堅持不懈的努力，發現液态金屬一系列全新的科學現象、基礎效應和變革性應用途徑。

“液态金屬領域的基礎與應用研究已從最初的冷門，發展成當前備受世界範圍廣泛關注的國際重大科技前沿，影響範圍甚廣。”劉靜說。

今年52歲的楊應寶和液态金屬結緣，最早可追溯到2007年。“我認識了同是宣威人的劉靜，那時他正在研究液态金屬。聽劉靜介紹了液态金屬的神奇特性後，我非常激動，覺得這種材料可以改變時代。如果幹不成，就當為科學研究作貢獻。”楊應寶說。

2012年，當劉靜把一杯液态金屬放在楊應寶面前時，他毅然決定投身液态金屬領域，大幹一場。

2013年，宣威市政府和中科院理化所簽訂協議，宣威市在用地、政策等方面給予支持并全力推動，楊應寶成為當地第一個吃螃蟹的人，正式開始他的“液态金屬生涯”。

作為一項原創新技術，産品沒有檢測标準，也沒有評審專家組，液态金屬産品難以獲得認證走向市場。中宣公司與聯合團體先後組織舉辦數屆中國液态金屬産業技術高峰論壇，普及和推動液态金屬前沿技術研發與應用，這些引領性努力引發業界關注，也引起有關部門重視。2015年6月，中宣公司下線首批次液态金屬應用産品。

2016年，液态金屬産業被列入《雲南省“十三五”科技創新規劃》《雲南省“十三五”新材料産業發展規劃》及《新材料産業發展指南》。

2017年，液态金屬被列入國家《重點新材料首批次應用示範指導目錄（2017年版）》，2018年又被納入國家《戰略性新興産業分類目錄》。

幾年來，中宣公司累計投入逾3.4億元，建成年産200噸的液态金屬系列産品生産線，擁有200多個液态金屬配方和300多項專利。2021年，液态金屬産業産值突破5億元。公司先後被評為雲南省“金種子”企業、國家級專精特新“小巨人”企業、2021民營企業科技創新100強。

崛起的液态金屬谷

楊應寶說，液态金屬是新材料，液态金屬産業屬新興産業，在國家有關部門和雲南各級政府的大力支持下，液态金屬産業獲得突破性發展。

産業孵化，促進液态金屬産業集群發展。圍繞液态金屬研究成果和産業發展方向，孵化8家企業，負責承載液态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、生産、銷售，液态金屬産業的企業集群初見規模。

建設研發平台，增強科研基礎實力。成立雲南科威液态金屬谷研發有限公司，主要從事液态金屬應用研發、标準制定、液态金屬産品檢測檢驗等業務。團隊共申請專利600餘項，獲授權專利360餘項，研發液态金屬配方500餘個，轉化産品20餘項，進入市場産品10餘個。

構建标準體系，引領規範産業發展。設立雲南省新材料液态金屬标準化分技術委員會、雲南省液态金屬産品質檢中心，制定液态金屬國家标準《镓基液态金屬》，制定地方标準1項，企業産品标準5種。

抓工業設計和産品制造。液态金屬3D電子手寫筆獲中國工業設計權威獎項紅星獎、中國工業設計優秀作品獎。導熱膏、導熱片及功能器件散熱方案已實現在有關國際企業終端産品的實際應用，多家國内大企業進行應用測試。

一類材料，一個時代。在楊應寶眼中，一個全新的液态金屬産業集群，一個新型的液态金屬谷正在崛起。■

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