液态金属材料基因组计划：优化未来产业

当前阻碍液态金属快速发展和应用的最大瓶颈，在于缺少可选的“合适”材料，这种潜在材料需要具备以下特点：

（1）具有优良的物理化学性能，以满足各种实际需求，例如应有高热导率、高电导率、低黏度等；

（2）具备环境友好性，不对人或环境造成毒害，不易燃易爆，因此需要具有较低的蒸汽压和挥发性，且应易于回收利用；

（3）材料的制备成本应尽可能低廉。(www.xing528.com)

如果以上几点得到满足，就会为增材制造提供更多样的墨水，液态金属也将能广泛进入人们的日常生活，对社会产生极大的便利。

增加墨水种类的途径主要在于研发更多的低熔点合金材料。为此，笔者实验室提出了有一定纲领性的液态金属材料基因组研究计划［41，42］，旨在为研制低熔点合金提供方向性参考，基本技术路线在于将元素周期表上各金属元素加以匹配组合，并借助物理化学手段予以适当改性，同时运用相图、分子动力学及第一性原理等计算工具进行预测，最后辅以关键性实验，可筛选出合适的低熔点合金电子墨水，并研究对应的电、磁、声、光、热等物理性质。

在构建液态金属材料基因组方面，元素周期表上的各个元素是整个计划的重心，可以看作树根，新的材料能够通过使用相图计算、第一性原理、分子动力学等计算工具，并结合必要的实验手段对周期表上的元素进行排列组合来创造出来。不同温区的低熔点液态合金构成了该计划的树干，有了各种各样的液态金属材料，大量与液态金属相关的技术就可以在制造业、能源、机械电子、信息工业、航天、健康医疗等领域应用，进而开发出各式各样的液态金属产品，这相当于整个计划的枝叶。进行材料设计的计算和实验手段越成熟、越多样化，围绕基本元素开发出的材料类型就越多，液态金属的应用也就越广泛，即根越深、叶越茂。