2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。
第29期，X-Doctor将带你走近清华大学刘静教授，感受一下他在液态金属领域的深耕细作。
清华大学刘静教授不仅是中国科学院理化技术研究所的双聘研究员，更是液态金属、生物医学工程及工程热物理等多个领域的杰出代表。自1992年从清华大学本科毕业获得理工双学士学位以来，刘静教授便以卓越的学术成就和不懈的探索精神，成为了国际传热界的一颗璀璨明星。
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学海无涯，勇攀高峰
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刘静教授的学术之路，是一段不断攀登高峰的旅程。1996年，他在清华大学获得工学博士学位，随后留校任教，并在国外开展了一段短暂的访问研究后，回到中科院理化所组建自己的实验室。这些经历不仅为他打下了坚实的学术基础，更让他学会了如何在国际舞台上展示中国学者的风采。
液态金属，这一听起来就充满神秘色彩的物质，成为了刘静教授科研生涯中的主角。他长期致力于液态金属、生物医学工程与工程热物理等领域的研究，不仅发现了液态金属的多种奇异现象和基础效应，还创造了世界首台液态金属电子电路打印机、液态金属CPU散热器、康博刀肿瘤治疗装备等多种变革性产品。这些成就，不仅为他赢得了国际传热界的威廉·伯格奖（The William Begell Medal），更为他在科学界树立了极高的声誉。
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液态金属的奇妙世界
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刘静教授与液态金属的缘分，似乎注定了他要在这个领域书写传奇。他首次研发出了世界首个自主运动的可变形液态金属机器。这一机器不仅实现了液态金属从静态到动态的跨越，更为柔性智能机器的研制开辟了新的道路。当我们想象这些液态金属机器如同变形金刚一般，在各种形态和运动模式间自由切换时，不禁感叹于刘静教授团队的非凡创造力。
除了自主运动的液态金属机器外，刘静教授还带领团队首次发现了电场控制下液态金属与水的复合体可以发生各类形态及运动模式转换的基本现象。这一发现为液态机器人技术提供了崭新的思路和技术路线，让科学家们看到了液态金属在更多领域的无限可能。未来我们的机器人能够像科幻电影中的液态机器人那样，随意变形、穿梭自如，这将是多么令人兴奋的场景。
图为液态金属各种存在形态及其衍生技术与器件（出自刘静教授团队）
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液态金属的物质奇迹
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在液态金属领域，刘静教授团队先后提出了一系列底层材料创制思想，如液态金属材料基因组方法、纳米液态金属材料学、液态金属改性材料技术，以及自驱动液态金属、彩色液态金属、多孔液态金属、液态导体-绝缘体转换材料、液态金属气泡/囊泡、水相液态金属，以及密度低于水的轻量化液态金属材料等，并提出了具有普遍意义可通向万物创制的液态金属组合材料学思想，团队研发的系列性能优良的液态金属材料技术已在芯片冷却与热管理、电子电路制造、半导体印刷、柔性医学传感以及临床骨科支具与康复等方面推向了工业化应用。
旨在构建各种功能物质及材料的液态金属组合材料学理论框架
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跨界融合，创新无限
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刘静教授不仅在液态金属领域取得了卓越成就，还积极推动跨学科、跨领域的合作与交流。他长期致力于工程热物理与液态金属、医疗健康、电子信息及能源技术领域的交叉问题研究，并取得了系列开创性成果。他的团队在液态金属仿生器件、人工器官及材料创制等方面也取得了重大进展，为液态金属的应用研究提供了丰富的案例和宝贵的经验。
仿生型液态金属人工器官研发全景
刘静教授团队的研究成果不仅停留在实验室阶段，更被广泛应用于多个领域。例如，刘静教授团队开发的基于液态金属的选择粘附性3D电路转印技术，让传统的塑料或聚合物类3D打印结构件赋予了电子功能。这一技术不仅提高了3D打印的精度和效率，更为电子设备的制造提供了新的思路。在3D打印方面，他们提出了在自修复水凝胶中创建液态金属物体的方法，实现了液态金属的悬浮3D打印；在芯片冷却领域，他们更是开创性地提出了液态金属先进芯片冷却技术，为解决高端芯片的“热障”问题提供了新思路。
在立体结构表面粘附液态金属涂层的工艺流程以及附着液态金属涂层的多种复杂立体结构
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教育之光，照亮未来
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除了在学术研究上的卓越成就外，刘静教授还非常注重教学工作。他指导了许多优秀学生，并多次获得中国科学院及清华大学优秀研究生指导教师奖或优秀教师称号。在他看来，学生的成长和进步是自己最大的收获。他用自己的行动诠释了“学高为师、身正为范”的深刻内涵。
刘静教授的故事，是科技创新的光辉篇章。他用智慧和汗水在液态金属领域书写了属于自己的传奇。在他的引领下，液态金属这个曾经的“冷门”领域正逐步走向“热点”，成为科技创新的重要方向。在未来的日子里，刘静教授和他的团队将继续在科学的道路上探索前行，用科技之光照亮人类前行的道路。
2021年8月27日，刘静教授在 iCANX Talks带来了演讲《Liquid Metal Science and Technology: From Fundamentals to Industrial Practices 液态金属物质科学与技术：从基础研究到工业实践》点击链接可查看回放。
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