中山大学、浙江大学以及美国卡耐基梅隆大学的研究小组于1月25日公布了最新的研究成果，他们利用一种叫做磁活性相变物质（MPTM）的材料，制成了可以在固体和液体之间转换形态，并可在一定程度上受磁力控制的机器人雏形。相关研究以“Magnetoactive liquid-solid phase transitional matter”为题发表在《Cell》旗下期刊《Matter》上。

亮点：

•磁活性相变物质(MPTM)是由钕铁硼嵌入液态金属制成的

•MPTM可以在固相和液相之间可逆切换

•MPTM可以在难以触及的空间内焊接电子元件和组装零件

•MPTM可以在模型胃中移除异物或输送药物

磁驱动微型机器可以执行多模式运动和可编程变形。然而，它们要么是形态适应性有限的固体磁性弹性体，要么是机械强度低的液体材料体系。本文中，研究人员报道了磁活性相变物质(MPTM)由磁性钕-铁-硼微粒嵌入液态金属。通过交变磁场加热或环境冷却，MPTM可以在固相和液相之间可逆切换。这样，它们独特地结合了高机械强度(强度，21.2 MPa;固相运动速度快(>1.5 m/s)，在液相中具有良好的形态适应性(伸长、劈裂、并合)。展示了MPTM的独特功能，通过实现智能焊锡机和智能组装的通用螺丝，以及在模型胃中去除异物和药物输送的机器，展示了它们的动态形状可重构性。

模型机器人被关在“监狱里”，找到合适的角度后开始加热自身，熔化成液态。成功“越狱”后冷却重塑自身，恢复原型。

MPTM由嵌入镓（一种熔点很低的金属）中的磁性粒子组成，不但具有高机械强度、高负载能力，还能快速运动、有强大的可控性强和形态适应性。

只需通过交变磁场加热和环境冷却，就能使MPTM在固态和液态之间实现可逆转换。

实验证明，由这种材质制造出的机器人在两种形态中都有很好的表现：

固体形态时，该机器人的机械强度达到了强度21.2MPa，刚度1.98GPa，能承受自身重量30倍的物体；

嵌入的微粒子的稳定磁化也使其具有更灵活的移动性，移动速度最快可达1.5m/s；

液体形态时，由于磁性微粒能够旋转和重新定向它们的磁极，该机器人可以自由实现伸长、分裂和合并。

MPTM的刚柔转换机理

MPTM小机器人成功连接电路

MPTM排除身体内异物的演示视频

中美科学家提出的MPTM材料，在变形、恢复以及受控能力等几个方面，都取得了液体机器人研究领域的新突破。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.12.003