KOKO体育含羞草是一种有灵性的植物，它的叶片对触碰、温度都十分敏感。外部刺激可以改变含羞草叶片内部的水分分布，导致细胞收缩膨胀，进而影响其开合。如今，世界上有了一种特殊的“含羞草”，控制它开合的不是触碰，而是磁场。这种“含羞草”也不是植物，而是由我国科学家研发的新型金属玻璃制成。KOKO体育
近日，中国科学院物理研究所科研团队在国际学术期刊《科学进展》上发表论文，介绍了这种“金属含羞草”。它由金属玻璃和其晶化物组成的复合材料制成，具有屈曲功能，三维结构可开合。该论文作者，中国科学院物理所研究员白海洋告诉科技日报记者，这项被论文评审人称赞为“富有创造力”的成果，出发点其实是科研人员“玩出来”的灵感。
白海洋注意到，航天事业对可以自动开合的、KOKO体育平板式运输的材料有现实需求。如果容器或装置可以在太空中自主开合，将大大有助于太空运输以及航天员作业。基于这一设想，白海洋及其团队对可以自动开合、变形的材料进行了探索。
在这一过程中，科研人员并没有固守思维定式，把金属材料制品的形状局限在盒子等容器的范围内，而是充分尝试了植物、动物等形状。这样的尝试又进一步给了研究者灵感，让研究者获得了许多新启发。
“‘仿生’并不是我们研究的出发点，而是我们在探索过程中找到的交汇点。这个交汇点给了我们新的灵感。”白海洋说。
在机械等领域，仿生是一个热门概念。但在以机器人研究为代表的大多数科研工作中，仿生的对象都是运动能力较强的人或动物，而非相对静态的植物，金属材料的“植物动态仿生”研究可谓别出心裁，具有很强的独创性和探索性。
“金属含羞草”如何开合？白海洋和她的学生李金凤给记者做了演示：只要拿一块磁铁靠近“金属含羞草”的中部，它就会自动闭合，把磁铁拿开，“含羞草”又会张开。
“金属含羞草”由金属玻璃和其晶化物复合制成。金属玻璃又称非晶合金，是能实现形状可逆变化的新型功能材料，具有优异的力学性能。在经过激光图案化技术诱导处理之后，金属玻璃发生了局部晶化，晶化区的密度和模量相对增大，使得金属玻璃区和晶化区之间产生相应的尺寸错配，导致内部产生应力，从而发生屈曲现象。这种屈曲现象是可逆的、在弹性范围内的。由于是铁磁性材料，它会被磁棒吸引从而产生开合动作。从原理来说，这和真正的含羞草叶片开合的原理是十分相似的。
研究团队在实验室还对新材料的性能进行了测试。他们发现，在弹性极限内，KOKO体育铁基金属玻璃三维屈曲结构的形状变换由外部磁力控制可重复开合，甚至还可以通过外力重新成形或翻转。这种仿生三维结构被磁力控制连续开合至少2万次，且不会出现明显的疲劳裂痕。
在各种医疗场景中，人们有时会需要一些具有伸缩功能的器件。例如血液过滤时在血管当中收纳垃圾的器件，就需要具备伸缩功能，方便医疗人员放置和取出。为此，人们采用可以随温度变形的相变合金，这种金属经加温处理可以收缩或膨胀，但加温往往需要达到上百摄氏度。
“如果用磁场控制的金属玻璃取代相变合金，加温对患者可能造成的伤害就不存在了，医疗人员的操作也会变简单。我们的‘金属含羞草’就可以用于此领域。”白海洋介绍说。
白海洋补充说，除了血管过滤器，这种金属玻璃还可以用来制作血管支架、微夹持器等器件。此外，新材料还可以用于传感器制造。KOKO体育
近年来，材料的三维结构形状变换在驱动器、传感器、电感器、微电子机械系统、软体机器人、电子、医疗和航天器件等方面展现出巨大的应用潜力。金属玻璃的三维结构研究已经受到广泛关注，但金属玻璃仿生三维屈曲结构的形状变换尚有很大的开发空间。KOKO体育