在1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)推出世界上第一臺通用計算機以前，沒有人能想象出實現(xiàn)大型計算的機器該長成什么樣子。它是方還是圓，是長還是短都是一個謎。隨后，當(dāng)它真正出現(xiàn)在現(xiàn)實中時，人工幫助下的“進(jìn)化”開始了！七十年，它從龐然大物變?yōu)椤罢浦袑殹保瑥淖畛醯挠嬎愎ぞ咦優(yōu)槿四X思維的輔助工具。如今，美國賓州卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的機械工程師們又提出：柔性計算機將成為現(xiàn)實！
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據(jù)外媒《物理科學(xué)》官方網(wǎng)站11月3日報道，來自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的機械工程師卡梅爾·馬杰迪和詹姆斯·魏斯曼是液態(tài)金屬領(lǐng)域的杰出研究者。他們發(fā)現(xiàn)用液態(tài)合金能夠制作出晶體管，從而讓更多電子元件實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)化。 c?_7e9}2  
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長久以來，科學(xué)家們一直試圖創(chuàng)造出更具有可塑性的電子器件，可穿戴設(shè)備就是一個典型例子。隨著科技的不斷進(jìn)步，人們越來越希望智能AI和機械力量能夠在彼此融合的前提下，保持無處不在的特性。計算機所擁有的那些強大功能逐漸向手機上轉(zhuǎn)移，而手機的智能也在影響著交通工具、家居設(shè)備、辦公場所的一系列轉(zhuǎn)變。谷歌眼鏡雖然并不成功，但卻打開了想象的窗口——倘若晶體管能夠改變形態(tài)，那么如今看似不可能的一切都會發(fā)生。 0?/gEr  
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那么晶體管是什么呢？它其實是一個處理信號和數(shù)據(jù)的微型器件。傳統(tǒng)意義上，作為一種固體半導(dǎo)體器件，它具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓和信號調(diào)制等多種功能。不管是筆記本電腦、智能手機還是日常使用的數(shù)字溫控器，都要用到它�？梢哉f，它幾乎是每個電子設(shè)備背后的核心元件。正是晶體管在發(fā)展中日益縮小體型，才有了如今的輕薄型筆記本電腦。 c"lwFr9x7  
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面對如此強大的元件，科學(xué)家們自然不會放過任何一次改進(jìn)機會，兩位機械工程師就試圖用新方法創(chuàng)造出柔軟到能夠變形的“流體晶體管”。尋找新材質(zhì)是第一步，但像銅或銀等硬質(zhì)金屬，或汞這類有毒的液態(tài)金屬都已被排除在外，研究者使用了稀有金屬中的銦和鎵制作出一種混合的液態(tài)合金，能夠直接注入橡膠內(nèi)部，讓電路像皮膚一樣，柔軟又具有彈性。 H,GjPIG  
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研究小組從對毛細(xì)管的不穩(wěn)定性研究中得到了啟發(fā) u*=^>LD  
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原來，常溫常壓下銦的熔點為156.61攝氏度，非常軟，比鉛的硬度低得多，用指甲就能刻痕。而鎵的熔點僅為29.78攝氏度，常溫常壓下就是液態(tài)，同時還具有穩(wěn)定固體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。研究者們在與北卡羅來納州立大學(xué)的科學(xué)家邁克爾·迪基的合作中，發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬不僅可以用來制作柔性電路，還具備做電氣開關(guān)的功能。 P)f8lU^z  
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在新型的“流體晶體管”中，打開或關(guān)閉兩個液態(tài)金屬液滴之間的連接就能實現(xiàn)開關(guān)功能。在電路兩端，若有一端電壓降低，金屬液滴就會相互運動并融合成一體，形成導(dǎo)電的“金屬橋”，若兩端電壓相等，金屬液滴就會自動斷開，電路就不再通電。 k]r4b`x`  
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外媒指出，這種對“黏糊糊”金屬的利用方式潛力無限，從本質(zhì)上講，“流體晶體管”是一種更加復(fù)雜的開關(guān)，而液態(tài)合金金屬能在無毒的前提下實現(xiàn)柔性控制電路，且只用少量電壓就成功模仿了傳統(tǒng)晶體管的特性。 [fT$# '6  
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本項目的研究論文已發(fā)表于雜志《高級科學(xué)》中，工程師卡梅爾·馬杰迪在論文中表示，研究小組從對毛細(xì)管的不穩(wěn)定性研究中得到了啟發(fā)。在生活中，人們常常會看到，打開水龍頭，在流量變?yōu)闃O低的過程中，水會發(fā)生從穩(wěn)定流到單液滴的轉(zhuǎn)變。這種性質(zhì)有個學(xué)名，被稱為瑞利泰勒不穩(wěn)定性。 #9[>  
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研究者只需找到誘導(dǎo)液態(tài)合金金屬液滴產(chǎn)生這種不穩(wěn)定性的方法，就能解決“流體晶體管”內(nèi)液滴在一滴狀態(tài)與兩滴狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換問題。 Wj|W B*B  
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