導語
蘋果及其液態(tài)金屬材料合作伙伴Liquidmetal日前又被授予兩項液態(tài)金屬工藝方面的新專利。而且,早在2012年Liquidmetal公司CEO湯姆-史蒂皮(Tom Steipp)就在講話中確認了未來蘋果產(chǎn)品將會采用液態(tài)金屬的消息。
其實液態(tài)金屬技術并不新鮮,其最早用于芯片散熱技術,美國公司在美國和中國提出專利申請要晚于中科院專家實驗室。
說到Liquidmetal,大家會想起《魔鬼終結者2》里的那位T1000 ,看起來好像非常高科技。其實Liquidmetal是一種液態(tài)金屬,是鋯、鈦、銅、鎳、鋁五種金屬的合金,在常溫下是固體的,和金銀銅鐵之類的普通金屬沒什么兩樣。因為是多種金屬混合的非晶型合金,Liquidmetal很多時候表現(xiàn)很像玻璃,沒有一個固定的熔點(會漸漸軟掉),而且受大力撞擊時都一樣會碎裂,而不是變形。
散熱:使用電腦時,電腦會發(fā)出嗡嗡聲,這是CPU散熱導致的。
2014年10月,國外媒體發(fā)現(xiàn)蘋果公司在韓國申請了一項與新一代散熱器相關的專利。在這項專利中,蘋果公司介紹了新的使用液態(tài)金屬制作的散熱器。這種散熱器會通過自然的空氣對流或者空氣強制對流來散熱,或者是液體相位變化或液體冷卻來散熱。
高爾夫球桿桿頭:早先最主要的應用是做高爾夫球桿的桿頭,利用它彈性好的特性,可以把球擊得更遠。但是不幸的是,因為它易碎的關系,很多人花了大錢買回家之后,打沒多久突然就看到自已的桿頭“爆碎”。
穿甲彈彈頭:于是該生產(chǎn)公司投入資金改善合金的組成,并改善生產(chǎn)方式后,Vitreloy被美國陸軍拿來做穿甲彈的彈頭、被NASA拿來做Genesis宇宙飛船上的太陽風收集器、被BP拿來做鉆油平臺的鉆頭。
除了散熱,液態(tài)金屬的優(yōu)異性能還非常廣泛。美國伊利諾伊大學香檳分校就曾研發(fā)出一種“液態(tài)金屬膠囊電路”。比如在星際旅行中,飛船一旦出現(xiàn)故障很難更換設備,一旦設備中的電路因破損或外力“罷工”,液態(tài)金屬膠囊電路就好比強心針一樣立竿見影。利用外力“砸開”一個裝載有修復材料的微型膠囊,讓釋放出的液態(tài)金屬填充在破損的設備“傷口”中,可以使電流重新恢復工作。
這種微膠囊“治愈”了大部分測試電路,在1微秒之間就能讓電壓恢復到正常值。航空航天技術專家斯科特·懷特認為,這一技術真正的應用領域是那些設備出了故障很難修復或被取代的領域。
隨著計算機芯片集成度提高、尺寸減小及增加時鐘頻率,熱障問題日益嚴峻。現(xiàn)有芯片有的產(chǎn)生熱量已經(jīng)達七八十瓦,由此導致芯片工作穩(wěn)定性降低,增加了出錯率。因此各國都投入資金研發(fā)芯片散熱技術。
中國科學院理化技術研究所劉靜和他的團隊比美國公司提出相關專利要早。他們研發(fā)的液態(tài)金屬,是優(yōu)異材料的典型代表。其導熱系數(shù)是水的60~70倍,捕獲熱量的能力比水強得多。要知道,液態(tài)金屬的沸點高達2000℃,抗擊極端溫度的能力非常突出。
這種神奇的金屬和“蘋果”未來將使用的完全不同。實驗室里燒杯中銀白色的金屬就像外表鍍了一層有光澤的奶油,在常溫下還可以流動。而它的主要成分是鎵,性質穩(wěn)定且無毒。
最終,他們研發(fā)出了以鎵為主要成分的低熔點合金,目前,這種合金已成功應用在電腦CPU散熱器中。CPU工作時產(chǎn)生的熱量會隨著流動的金屬快速散去,從而保證系統(tǒng)的高速運轉。