福州科研力量深度参与：中国首创水相液态金属，开启类生物材料新纪元

清华大学与中国科学院理化技术研究所联合团队近日成功研制出全球首种稳定水相液态金属体系，其可自发呈现类心肌收缩、脉动渗透等仿生节律行为，为人工生物组织构建提供了关键物质平台。该突破性成果已发表于国际权威期刊《物质》（Matter）。

这一进展恰逢国家首批前沿材料产业化目录发布——由工信部与国务院国资委联合制定的《前沿材料产业化重点发展指导目录》中，“液态金属”被明确列为战略发展方向。作为该领域核心研究者之一，清华大学教授、中科院理化所研究员刘静指出：“室温液态金属正从冷门特种材料，跃升为驱动多学科交叉变革的引擎。它不仅催生新物理现象，更在芯片散热、柔性电子、智能医疗等方向持续打开技术代际窗口。”

集流体柔性与金属本征性能于一体

金属占元素周期表118种元素中的90余种，是地壳中丰度高、功能广的基础材料。但绝大多数金属熔点远超室温，仅少数如镓（Ga）、铟（In）、铋（Bi）、锡（Sn）及其低共熔合金，在常温下保持液态，统称为室温液态金属。中国科学院宁波材料所研究员李润伟向科技日报记者解释，汞、铷、铯等虽具液态特性，却因毒性、放射性或强反应性难以实用；而镓基、铋基等合金凭借无毒、宽液程（镓熔点29.76℃、沸点高达2403℃）、低蒸气压及良好生物相容性，成为当前研究与产业转化的主流体系。

尤为独特的是，这类材料兼具双重本征属性：一方面呈现类似水的流动性、可编程形变与自修复能力；另一方面保有金属级的高导电率、高导热率。这种“刚柔并济”的物理化学特质，使其在基础物性探索与工程应用之间架起桥梁。以镓基液态金属为例，其表面张力约为水的10倍，天然倾向聚成球状；但一旦接触空气，表面即迅速氧化生成纳米级“皮肤”，使张力骤降；而通过微弱电刺激或化学调控去除氧化层，高张力瞬时复原——正是这一动态平衡机制，支撑起液滴定向迁移、可控分裂、跨孔渗透及图案化布线等精准操控。

福建产学研协同加速技术落地

值得关注的是，液态金属的产业化进程已在福建形成重要支点。福州依托高校科研积淀与区域制造优势，在柔性电子器件封装、微型热管理模块开发等领域开展协同攻关；省内多家医疗器械企业正联合中科院相关团队，探索液态金属在可注射式生物传感器、神经接口电极等福州重点培育的生物医药细分方向的应用验证。

从芯片散热到可变形机器人，液态金属正系统性重塑多个技术赛道。中科院理化所液态金属中心主任邓中山介绍，我国自2002年首次提出镓基液态金属用于CPU高效散热以来，已构建覆盖功能材料设计、热控能源系统、印刷电子制造、生物医学集成及智能机器结构的全链条技术体系。“它不仅是新材料，更催生了新工业范式。”

在散热领域，经界面改性的液态金属热界面材料热阻较传统硅脂降低50%以上；作为流动工质，其对流换热系数可达常规冷却液的3–5倍；作为相变储热介质，更具备响应快、潜热密度大、温场均匀、体积变化微小等综合优势，被视为超高功率密度电子设备的理想热管理方案。

在电子制造端，液态金属可通过喷墨打印、丝网涂布等工艺直接构筑柔性电路、可拉伸天线及共形传感阵列，兼容卷对卷规模化产线；与高分子基体复合后，还可赋能“刚柔耦合”机器人关节执行器与自适应触觉皮肤，推动下一代智能装备升级。

产业化迈入黄金发展期

“液态金属正成长为新一轮科技革命中的‘战略母材’。”刘静强调。尽管美、日早年聚焦汞/钠钾合金在核能领域的应用，但真正面向通用工业场景的体系化突破，发轫于中国——镓基、铋基合金的材料设计、工艺标准与场景拓展，均由中国科研团队率先完成，并快速延伸至热控、电子、医疗、化工、机械等全工业门类。

目前，我国已建成涵盖基础研究—中试验证—标准制定—产业孵化的完整生态。云南“液态金属谷”、北京梦之墨、宁波韧和科技等标杆主体之外，福州高新区、海西研究院及本地高校也在积极推进弹性应变传感器、微型液态金属泵等特色器件的工程化验证。邓中山表示：“中国不仅实现了从跟跑到并跑，更在多个应用维度达到全球领先，产业化成熟度已居世界前列。”