再造新材料：微波传输液态金属电磁效应优化

微波是一种频率非常高的电磁波，微波技术在通讯、雷达、导航定位、生物医学领域的应用十分广泛。微波传输线是用来传输微波的导体或介质系统，以引导微波沿着一定的方向传播。传统的微波传输线一般由固态金属材料制成，种类繁多的金属材料足以满足需求，然而，随着新技术的不断推出和微波传输更加广泛的应用，人们对微波传输线的要求也越来越高。固态金属材料柔韧性差、易折断、修复困难、不能摆成任意形状，一定程度上阻碍了微波传输的发展空间。

笔者实验室引入液态金属作为传输介质，发展出了一种新的微波传输技术［14］。液态金属物理化学性质稳定，具有金属介质一样优良的导热、导电等性能，同时又具备水、空气等非金属介质的流动性，因而可以制作成各种形状的微波传输线，不仅如此，液态金属传输线具有很好的伸缩性，可以随意拉伸，如图10.10所示。

微波传输线和探头作为微波热疗仪的传导和发射组件，对于微波的传输和集中发射起到了重要作用。传统固体金属制作的微波传输线如果突然折断会使得折断处聚集电荷，而液态金属传输线为液体，不易折断，且具有良好的可修复性；传统的固体金属制作的微波传输线长度、粗细固定，而液态金属传输线具有很好的伸缩性，可以通过拉伸处理来改变传输线等效电路的参数大小，而且在拉伸过程中，液态金属传输线不会损伤；传统的固体金属制作的微波传输线在弯折时，为了不引起较大的电磁波反射，需要采用匹配拐角进行设计，比较麻烦，而液态金属传输线柔韧性好，可摆成各种形状，随意改变电磁波传输方向，且在弯折时也不会引起电磁波反射；液态金属传输线中的液态金属可重复使用，降低成本；液态金属传输线可以保证元器件与传输线之间以及传输线与传输线之间有良好的接触。因此，采用柔性的微波传输与发射装置，可以在能量发射端为微波适形化热疗提供更加有效的工具。(www.xing528.com)

图10.10　柔性液态金属微波传输线

a.任意形状；b.可任意拉伸。