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| 編輯推薦： |
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本书基于中国科学院理化技术研究所、国内首位液态金属研究员刘静团队近20年的研究战果，系统总结和论述液态金属材料各层面的前沿理论知识。
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| 內容簡介： |
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本书为“中国战略性新兴产业——前沿新材料”丛书之分册。常温液态金属、合金及其衍生的复合材料是近年来兴起的新型功能材料，正日益展现出诸多超越传统的新奇物理化学特性。本书系统总结和论述了常温液态金属及其复合材料的典型制备方法和重要属性，涵盖流体学、热学、电学、磁学、声学、光学、力学、化学、生物医学等内容，并剖析了相应领域若干可供探索的途径和新方向。本书注重解读常温液态金属的基础理论和典型技术，适合材料、物理、化学、生物医学、电子、机械及微/纳米科技等领域的研究人员和工程技术人员参考，也可作为高校相关专业教材或参考书。?
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| 關於作者： |
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中国材料研究学会(英文名称ChineseMaterialsResearchSociety，简称C-MRS)于1991年5月16日在北京成立。中国材料研究学会是中国从事材料科学技术研究和产业的科技工作者和单位，自愿结合并依法成立的全国性、非营利性法人社会团体，是中国科协的组成部分，挂靠在中国科学院。中国材料研究学会是国际材料研究学会联合会(InternationalUnionofMaterialsResearchSociety，简称IUMRS)的发起单位之一，并代表国家身份作为该会的成员。中国材料研究学会具有人才、资源和信息的综合优势，先后有50多名院士参加学会工作，为推动材料学科繁荣和发展、促进学术交流、服务现代化建设做出了很大贡献，对组织编写高水平和高质量的材料科技著作具有很大的潜能和优势。多年来，中国材料研究学会曾组织编著了代表国家材料科技先进水平的大型和系列出版物，如《中国材料工程大典》共15部3000多万字，《21世纪新材料》丛书、《材料大辞典》、《新材料大百科全书》、《中国新材料产业发展报告》年度系列报告、《中国战略性新兴产业——新材料》丛书等。
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| 內容試閱：
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“中国战略性新兴产业——前沿新材料”丛书是由国内一流学者著述的材料类科技著作。丛书突出颠覆性、前瞻性、前沿性特点，涵盖了超材料、气凝胶、离子液体、液态金属、多孔金属等10多种重点发展的前沿新材料和新技术。本书为《常温液态金属材料》分册。
常温液态金属、合金及其衍生的复合材料是近年来兴起的新型功能材料，正日益展现出诸多超越传统的新奇物理化学特性。它们一般在常温下呈液态，具有沸点高、表面张力大、导电性强、热导率高、易于实现固液转换等特性，蕴藏着极为丰富的物理、化学及生物学属性，是一个基础探索与应用实践交相辉映、极具发展前景的重大科学与技术前沿新领域。以往由于这类物质的科学与应用价值未被充分认识到，其诸多属性和用途长期鲜为人知，相应研究在国内外一度处于沉寂。近年来，随着液态金属大量突破性发现及底层技术发明，催生出一系列激动人心的重大应用方向，促成了许多前所未有的新材料的创制，也带动了若干新兴学科领域的建立和发展。
本书基于作者团队——中国科学院理化技术研究所、国内首位液态金属研究员刘静团队近20年的研究战果，论述液态金属材料各层面的前沿理论知识。实际上，对这些基础特性的认识在前几年还无法想象，更不用说形成体系。如果从2000年前后中国科学院理化技术研究所率先在国内外启动对液态金属芯片散热的研究算起，学术界对液态金属奥秘的感悟就用去了约20年时间。
本世纪初，本书作者之一刘静博士应中国科学院“百人计划”之聘在中国科学院理化技术研究所工作期间，为解决高集成度计算机芯片的极端散热问题，首次提出采用低熔点金属及其合金流体进行冷却的方法，随后获得了这一领域国内外首项发明专利；以后又催生出一系列基础和应用研究，直至将液态金属推向空间探索。发展至今，液态金属芯片热管理已成为业界普遍关注的焦点，中国科学院理化技术研究所先后研发的一批产品如计算机CPU散热器、液态金属热界面材料、液态金属固液相变冷却器等也相继进入市场和有关行业，这方面所涉及的理论是金属流体力学、热学及材料物理等范畴。
液态金属若仅仅止步于芯片热管理，那么其后续很多发展将无从谈起。事实上，前沿探索往往会带来许多未可预见的基础发现和技术突破，液态金属印刷电子学的提出或许就是对此的一个较好注记。在早期开展液态金属冷却计算机芯片试验时，对液态金属尚无多少经验。例如，中国科学院理化技术研究所科研小组在试验中会不时遇到一些烦恼，其中之一就是金属液滴常常会在不经意间飞溅到桌面的计算机屏幕上，当大家手忙脚乱试图将其擦净时，没想到屏幕越擦越黑。这样的经历多了，科研人员脑海中逐渐产生这样一个念头：既然屏幕上的液态金属擦不掉，何不将其作为导电墨水来印刷电路板？这实际上成为液态金属印刷电子学得以酝酿的开端，此方面涉及的是液态金属电学理论。
如果说液态金属印刷电子学的提出有一定偶然性，那么接下来的液态金属生物材料学的创建则完全是主动探索的结果。2008年8月，刘静教授应其母校清华大学邀请，到医学院生物医学工程系任教，他认为液态金属作为一大类新型材料，在生命科学与医疗健康领域必然也是“天生我材必有用”。这一信念促成清华大学和中国科学院理化技术研究所开展了一些初期尝试，其中的一个典型工作就是引入液态金属连接断裂神经，以实现其上下游电信号的传递，继而实现神经再生与修复。由于国内外尚无先例，加之研究需要多学科知识，因此挫折不断。论文完成后投稿过程也并不顺利，最终于2014年发布于美国物理学预印本网站。令人鼓舞的是，文章一经发布就在全球范围引发众多顶尖科学新闻和专业网站的持续专题报道，产生重大、广泛的反响，当时国际互联网上对此直接或间接的报道超过1 200万条目。以后刘静团队又开展了更多液态金属生物医学材料学研究，直至将此崭新领域明确加以提出。这里，之所以特别提及液态金属连接和修复神经的研究，是因为此项工作导致了另一领域即液态金属可变形机器的萌生，可谓“无心插柳柳成荫”。具体情况是这样的：试验中由于神经处于溶液环境，这就赋予了以后才得以充分认识的液态金属一系列非同寻常的行为。研究发现，溶液中液态金属在电场作用下作为导电体去传输信号时，散落的液滴会诱发出奇妙的自旋现象，这种不经意间的试验观察直接激发了后面千变万化的液态金属可控变形现象乃至更多柔性机器形态的发现。正是因为这些突破性发现的取得，学术界一度认为其预示了柔性机器人新纪元的到来。
总的说来，液态金属已从最初无人问津的冷门，逐步发展成为当今备受国际瞩目的重大科学热点和前沿，其学科体系也从最初的某个侧面发展到向几乎所有的自然科学和工程领域交叉和迈进。但由于这一领域的快速增长性，限于时间和精力，本书未能涵盖所有进展，主要内容来自中国科学院理化技术研究所与清华大学联合团队近20年的研究成果，也部分介绍了国内外同行的一些典型工作。未及详解之处，敬请谅解，若有机会再版，我们将补充更新。
本书由中国科学院理化技术研究所与清华大学联合团队技术人员共同编著。
具体分工如下：
刘静教授编著第1章并负责制订编写提纲、统稿、定稿；盛磊副研究员编著第2章；张旭东博士、丁玉杰博士编著第3章；邓中山研究员编著第4章；王倩副研究员编著第5章；汪鸿章博士编著第6章；饶伟研究员编著第7章；桂林研究员、洪洁硕士编著第8章；崔云涛高级工程师编著第9章；王磊（大）助理研究员编著第10章；王磊（小）副研究员编著第11章；李雷副研究员编著第12章；饶伟研究员编著第13章；李倩助理研究员编著第14章；陈森博士编著第15章。
本书多年来的研究工作先后得到中国科学院前沿项目及院长基金、国家自然科学基金项目及产业界等的资助，谨此致谢。
限于编著者水平，全书不足和挂一漏万之处在所难免，恳请读者批评指正。
编著者
2023年2月
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