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　　自然界中的生物正在标准、样式和效用上具有极大的众样性，培植了咱们所处天下的缤纷艳丽和众姿众彩。良久从此，人类对性命的寻求从未遏止。早正在公元前310年，中邦诗人屈原就曾正在《天问》中发出“遂古之初，谁传道之？上下未行，何由考之？”的疑义。解脱自然拣选的漫长过程，创作出与生物好似的活物质，对付分析性命，从而更好地抬高人类文雅的质地和长度，具有极其主要的旨趣。然而，尽量科学界依然实验过很众人工合成自然活物质和人制活物质，目前咱们对付性命的认知却依然只是冰山一角。因为机闭和效用上的限定，以往基于硅基或合成原料的仿生编制仍无法与自然性命相媲美，亟需寻找更众的根源物质和原料。

　　差异于守旧的是，以镓为苛重元素的室温液态金属这一大类卓殊效用物质的涌现，以其优越的物理、化学和生物学归纳功能，同时发挥出了充裕的类生物自立性和外场呼应手脚，为处理上述题目供给了理思的手艺途途，希望成为毗邻性命与非性命物质之间的桥梁。自刘静讲授率领的中科院理化所与清华大学协同小组创造液态金属众变形征象（Adv. Mater. 2014，26，6036）及液态金属自驱动软体机械效应（Adv. Mater. 2015, 27, 2648）从此，一系列液态金属奇异的类生物学手脚接踵被揭示，如液态金属过渡态机械（Small 2015, 11, 5253）、呼吸获能征象（RSC Adv. 2016, 6, 94692）、固液组合机械自激振荡效应（Adv. Sci. 2016, 3, 1600212）、液态金属阿米巴变形虫（Sci. Rep. 2017，7, 7256）、液态金属胞吞效应（Adv. Sci. 2017, 4, 1700024）、节律呼应型水相液态金属物质（Matter 2023, 6, 2870）等。别的，为充裕液态金属行为性命物质的原料编制，酌量团队还创作了大方的新型液态金属复合原料，如自锁性磁呼应液态金属（Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2210961）、众孔液态金属（Materials Horizons, 2018, 5, 222）及轻量化液态金属（Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910709）等，并提出了正在研发新原料上有遍及引导旨趣的液态金属组合原料学思思（Adv. Mater. 2023, 35, 2303533）。

　　不日，基于二十众年来对液态金属原料和类生物手脚的垦植寻求，刘静讲授团队正在Matter上公布了一篇题为“Biosimilar Liquid Metal Living Matter”的前瞻性评述著作，编制提出了类生物液态金属活物质的观点，并悉数发挥了液态金属活物质的完美原料编制。著作第一作家为中科院理化所博士生李婧怡，通信作家为刘静讲授及特地酌量助理赵曦博士。著作就液态金属活物质的观点、液态金属活物质编制的构修措施、液态金属类性命编制不妨抵达的智能秤谌以及竣工液态金属类性命的苛重挑拨等题目实行了发挥。液态金属活物质编制的构修将液态金属的优越特点融入到了有序、有界且矫健的空间中，希望正在液态金属性命体与自然性命体的仿生特点、机闭和效用之间架起一座桥梁（图1）。这或许会激发从根源酌量到效用竣工，从简单物质到复合原料编制，从微观到宏观，从容易到繁杂的人制仿生体的革新性奔腾。液态金属活物质这一基础观点和对应逻辑道途的提出，可望为人工性命的修建和生长，特地是为另日缔制用以满意各样卓殊需求的繁杂生物仿生编制开采一条全新的道途。

　　性命是地球上最繁杂的征象。生物体竣工成长发育、新陈代谢、遗传变异、对外界刺激做出响应等性命手脚均离不开活物质，自然界活物质的周围涵盖了从容易的分子到彼此感化的性命（图2）。正在对自然的敬畏和气奇的使令下，人类向来正在寻求自然活物质以及守旧碳基性命除外的或许性命式子。为了抬高人制活物质的合用性，过去的许众酌量都成立起了不妨调度形态、独立运动、觉得外部场的效用单位和编制，它们能够正在特定死板强度的根源上落成形态变换、繁杂运动和物质运输效用AG九游会官方网站，并确保安谧性、牢靠性和耐久性。

　　以镓为苛重元素的液态金属或合金，正在室温下仍不妨保留流体样式、兼具金属与非金属、刚性与柔性、无机与有机的配合特点，它们具有高导热、高导电、高沸点等精良的物理性子，同时金属界面的高化学活性使其能够与各样物质通过氧化还原响应或电化学感化相联络进而变成样式和效用各异的复合体（图3）。别的，镓基液态金属还具有优越的生物相容性和情况相容性，并能主动或被动地对各样外场刺激作出矫健呼应，是一类困难的具有物理、化学和生物归纳卓绝性的原料。

　　自然界的活物质通过趋利避害的主脱手脚为本身争取更好的存在条款。对付液态金属活物质编制而言，化学浓度梯度、与其他导电物质的电化学响应以及各向异性的皮相会激发液态金属皮相张力失衡，从而爆发马兰戈尼滚动，并进一步发挥为机闭改观或位移。于是，液态金属发挥出一系列形似生物手脚的征象，网罗自促进、自形变、自振动、自适合、自修复、自结构和主动运输等主脱手脚（图4）。

　　对刺激的感知和呼应是自然界生物存在和进化的基础机制。液态金属活物质正在外界条款产生改观时，能够对应调度和调动本身的性子、形态或地位。从这个角度开赴，著作总结了液态金属对电场、磁场、热场、光场、声场以及复合场改观的觉得秩序，编制涌现了液态金属活物质的趋电性、趋磁性、趋热性、趋光性、趋声性、复合趋势性等类生物学性子（图5）。

　　值得指出的是，液态金属正在亚细胞秤谌发挥出超卓的仿生特点，使其成为构修人制细胞的潜正在原料之一。而周围小、效用好似且相对容易的液态金属细胞能够通过各样措施拼装成体积大、形态众样且效用固定的液态金属结构。著作最初从机闭最为容易的红细胞开赴，解读了操纵液态金属从样式和效用上构修更众方针仿生细胞的或许性。同时，深刻发挥了液态金属对应变成人体四大结构（结缔结构、上皮结构、神经结构和肌肉结构）的外面根源和手艺道途），理解了液态金属活物质独立修建类生物结构的可行性。

　　著作进一步指出，液态金属器官是由两个或众个液态金属结构构成的大型繁杂机闭。通过对结构的矫健调控和组合，液态金属器官的形态、效用和适合性能够取得极大的扩展，从而竣工对自然器官的因袭乃至取代。作家们周密发挥了液态金属器官的竣工途途和可行性，网罗液态金属眼、喉、心、肺、肌肉、肝、肾、血管、骨骼和皮肤等（图7）。进一步的，通过变成复合原料和繁杂机闭，将液态金属效用原料与其他相结婚的活物质宽裕联络，能够协同操纵互相的复合上风。这一政策可望将液态金属活物质酌量推向更大周围、更高集成度、效用性和智能化秤谌。

　　终末，作家们从液态金属活物质的缔制、巩固、操纵、保护宁静均等方面咨询其生长所面对的题目，网罗液态金属活物质的成长和进化、智能化水平和可控性、质地和寿命以及与之联系的伦理题目等（图8）。

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