金属含羞草的原理是什么?
“金属含羞草”由金属玻璃和其晶化物复合制成。金属玻璃又称非晶合金，是能实现形状可逆变化的新型功能材料，具有优异的力学性能。在经过激光图案化技术诱导处理之后，金属玻璃发生了局部晶化，晶化区的密度和模量相对增大，使得金属玻璃区和晶化区之间产生相应的尺寸错配，导致内部产生应力，从而发生屈曲现象。这种屈曲现象是可逆的、在弹性范围内的。由于是铁磁性材料，它会被磁棒吸引从而产生开合动作。从原理来说，这和真正的含羞草叶片开合的原理是十分相似的。
研究团队在实验室还对新材料的性能进行了测试。他们发现，在弹性极限内，铁基金属玻璃三维屈曲结构的形状变换由外部磁力控制可重复开合，甚至还可以通过外力重新成形或翻转。这种仿生三维结构被磁力控制连续开合至少2万次，且不会出现明显的疲劳裂痕。
金属含羞草的应用场景有哪些?
在各种医疗场景中，人们有时会需要一些具有伸缩功能的器件。例如血液过滤时在血管当中收纳垃圾的器件，就需要具备伸缩功能，方便医疗人员放置和取出。为此，人们采用可以随温度变形的相变合金，这种金属经加温处理可以收缩或膨胀，但加温往往需要达到上百摄氏度。
“如果用磁场控制的金属玻璃取代相变合金，加温对患者可能造成的伤害就不存在了，医疗人员的操作也会变简单。我们的‘金属含羞草’就可以用于此领域。”白海洋介绍说。
白海洋补充说，除了血管过滤器，这种金属玻璃还可以用来制作血管支架、微夹持器等器件。此外，新材料还可以用于传感器制造。
近年来，材料的三维结构形状变换在驱动器、传感器、电感器、微电子机械系统、软体机器人、电子、医疗和航天器件等方面展现出巨大的应用潜力。金属玻璃的三维结构研究已经受到广泛关注，但金属玻璃仿生三维屈曲结构的形状变换尚有很大的开发空间。
白海洋总结说，此次研究对开发金属玻璃的功能性应用具有重要的科学和技术意义，对实现金属材料的三维屈曲结构也具有启发和指导意义。“仿生”并不是研究的起点，也并非落点，却给金属材料的功能性研究带来了许多启发。这株“含羞草”可以抛砖引玉，一定程度上拓展金属材料的应用空间。
