液态金属技术双突破：从存储器到“人工树叶”

液态金属技术双突破：从存储器到“人工树叶”

液态金属作为一种前沿材料，近年来在多个领域展现出巨大的应用潜力。清华大学开发的液态金属存储器FlexRAM和中国科学院金属研究所构建的“人工树叶”，分别在电子存储和能源转换领域取得了重大突破，为未来的科技创新提供了新的方向。

FlexRAM是一种完全灵活的电阻式RAM设备，由清华大学研究团队开发。它采用了创新的液态金属存储技术，将计算单元和内存单元物理上靠得更近，作为扩展存储墙的解决方案。这种技术有多种风格——从将计算单元放置在内存库附近，到更令人兴奋的技术，可以消除区分内存和计算单元的界限。合并计算和内存有两个主要好处。它消除了数据移动，从而显着提高了能源效率和性能。此外，它还利用了当今计算平台中超过 90% 的硅片面积只是简单地存储和提供数据检索这一事实； 通过重新利用该区域来执行计算，可以实习大规模并行计算处理。

FlexRAM的出现，为柔性电子和可穿戴设备的发展开辟了新的道路。其独特的液态金属特性，使得存储器在弯曲、折叠等复杂环境下仍能保持高性能。这一突破不仅解决了传统存储器在柔性应用中的局限性，还为未来的智能穿戴设备、可折叠屏幕等产品提供了更广阔的设计空间。

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究员团队，基于液态金属开发出新型“人工树叶”，实现了太阳能到化学能的高效转化。这一突破性研究发表于国际权威杂志《自然·通讯》上。

“人工树叶”的设计灵感来源于自然界中植物叶子的光合作用机制。研究团队通过辊压技术将半导体颗粒嵌入液态金属薄膜中，形成三维立体接触界面。这种独特的结构不仅提高了光生电荷的收集能力，还显著增强了材料的稳定性。在可见光照射下，“人工树叶”的光催化分解水制氢活性是传统薄膜的2.9倍，且能持续工作超过百小时无衰减。

此外，该技术还具有普适性好和原材料易回收等优势。在柔性基体上集成的薄膜在大曲率弯折10万次后仍可保持95%以上的初始活性。利用简单的热水超声处理，即可将半导体颗粒、低温液态金属以及基体进行分离回收再利用。

FlexRAM和“人工树叶”两个项目展示了液态金属技术在不同领域的巨大潜力。FlexRAM通过将计算和存储功能集成在同一基板上，突破了传统冯·诺依曼架构的瓶颈，为未来的高性能计算和人工智能应用提供了新的解决方案。而“人工树叶”则为清洁能源的生产开辟了新的途径，有望在未来的能源革命中发挥重要作用。

液态金属技术的这些突破不仅展示了其在电子存储和能源转换领域的应用潜力，还为其他领域的科技创新提供了新的思路。随着研究的深入和技术的成熟，液态金属有望在更多领域带来革命性的突破，推动人类社会向更加智能化和可持续的方向发展。