卧龙岗大学的研究团队。左为主要作者费云
超流体最初是作为液氦的一种特殊量子态被发现的，后来被称为“超流氦”，一旦冷却到零下269摄氏度以上，就会开始表现出其他流体中不存在的特性。穿透具有纳米孔的固体是在液氦等超流体中众所周知的三个迷人的宏观现象之一。正是零粘度使液氦超流体具有零流动阻力或无摩擦流动，从而产生了惊人的特性。然而，超流体穿透效应只出现在所谓的量子态或量子流体中，在几乎为零开尔文的极低温下。相比之下，传统的液滴，如水和油，在室温下由于毛细效应可以扩散到具有大孔隙的固体中，但其表面张力使其无法穿透多孔材料。
室温液态金属，如液态镓及其共晶合金，因其独特的性质在许多研究领域引起了广泛的关注。近年来，液态金属以其低温液态、高表面张力、导电、导热等特性引起了科学家的关注，为柔性电子器件和软件机器人的开发提供了新的思路。
一个特别值得注意的特性是它能够通过在溶液中施加电压来改变其表面张力，再加上液体镓及其合金的表面张力相当高，这使得它成为研究表面张力效应的理想平台。作为液态金属家族的重要成员，镓铟锡合金液滴本身具有较大的表面张力，在空气或NaOH溶液中呈球形。但是，如果在液滴浸入NaOH溶液时施加正电压，液滴在电化学反应的作用下迅速形成表面氧化物，使表面张力降低到几乎为零。正因为如此，液滴会沿着表面扩散。
受到接近于零的表面张力的启发，FLEET的团队王晓林教授在中国科学院超导与电子材料研究所，澳大利亚卧龙岗大学(University of Wollongong)在室温下首次在镓基液态金属中发现了电压诱导的“超流体”类穿透效应。王教授的团队展示了液态金属在各种多孔材料中的渗透效应，如薄纸、厚而细的海绵、织物和网格。穿透效应模拟了液氦超流体的三个众所周知的超流体性质之一，这些性质只发生在接近零开尔文的温度下。其基本机理是由于溶液中液态金属表面的电压诱导氧化，液态金属的高表面张力可以显著降低到接近零。正是极低的表面张力和重力使液态金属对固体表面超湿，从而导致渗渗现象。
该团队展示了两种可能的应用，例如在密封环境中使用液态金属修复和切断电线。
相关研究结果发表在国家科学评论(NSR)，标题为“室温下液态金属的电压诱导穿透效应”。
穿透现象是该团队在发现其他液态金属现象之后的另一个重要发现，如非接触图案，同时变形和凝固的过冷液态金属，以及心脏跳动。这些发现为新型微流控的应用提供了新的机会，并可能促进对液态金属更奇异的流态的进一步探索。
- 余振伟，何亚华，姜磊，王昭，顾浩双，王晓林
- 室温下液态金属的电压诱导穿透效应
- Natl Sci Rev(2019年11月);doi: 10.1093 / nsr / nwz168
- http://doi.org/10.1093/nsr/nwz168
的国家科学评论是中国发行的第一本英文综合性学术期刊，旨在将中国快速发展的科学家群体与全球科学技术前沿联系起来。该杂志还旨在让全世界关注中国的科学研究进展。
首次发表于每日科学．