不小心就会熔化的金属——镓

李晔明

化学元素镓在地壳中的含量非常少，仅占约0.001%，直到140年前，人类才发现它。说到它的发现，科学史上还有着一段有趣的故事。

著名化学家门捷列夫在建立化学元素周期表时，镓这一元素还没有被人类发现，但是门捷列夫根据元素周期表的规律性，预测在第四周期铝元素的下面存在着一个未被发现的元素，并给它起名为“铝下元素”或“超铝”，同时还预测了这一元素包括熔点、密度等在内的各项特征。尽管门捷列夫对这一元素的预测极其详细，但科学家们确实没有发现这种元素的存在，门捷列夫的预测显得空口无凭，直到1875年的一天。

当时，法国人布瓦博德兰在研究矿物的光谱时，无意中看到了一小段陌生的光带。他没有放过这个小细节，并不断地对这一光带进行了研究，而这竟让他的名字永远留在了科学史上。没错，这一段光谱就是由门捷列夫所说的“超铝”发出的。但布瓦博德兰将它命名为“镓”（Ga），即他的祖国法国高卢的拉丁文。1878年，他得到了一款很纯的镓，并公布了镓的熔点、密度等数据。

布瓦博德兰的发现在当时学术界引起了广泛关注，因为这是自门捷列夫提出元素周期后，人类发现的第一个新元素。不过，对于布瓦博德兰的发现，门捷列夫略有微词。虽然新元素的发现证实了自己的预测，可布瓦博德兰却不承认这是在他的预测指导下发现的，而且布瓦博德兰还擅自给新元素命名。不过，在和布瓦博德兰争执的过程中，门捷列夫也有很得意的一个地方。那就是当他看到布瓦

博德兰给出的新元素的密度和质量时，他自信地指出，这些数据肯定有问题。布瓦博德兰在仔细检验后竟发现，自己真的算错了，而真实的结果与门捷列夫的预测相差无几。

不过，后世并没有因此而否认布瓦博德兰的贡献，直到今天大家仍称这一元素为镓，而不是门捷列夫所起的拗口名字。同样，门捷列夫也凭借自己的精准预测，令学术界对他的元素周期表刮目相看。

镓的发现充满了传奇色彩，而它的特性更富有戏剧性。

金属镓是银白色稀有金属，沸点很高——2 403℃，但熔点却很低，只有29.78℃。因此，在室温下将固态的镓汤匙放入温水里，它就会化成一滴滴的液态镓。把它放在手心，也很快就会变成液态镓。

把液态镓滴在固态的铝制易拉罐上时，它会逐渐融入铝形成合金，破坏易拉罐的结构，让它变得像墙皮那样一抠就破，简直像是拍电影时用的特制道具。

把镓放置于硫酸与重铬酸盐的混和溶液中时，它会如心脏般跳动，甚至像电影中的外星生物一样延展、活动。这是因为表面张力变大时，镓的形状会发生改变，所以看上去就像有生命一样。

当然，镓的用途可不只是会变魔术或者恶作剧这么简单。镓的高沸点使得它可以用作高温温度计，还可以和一些金属形成具备超导性的合金，让它在半导体应用领域占有一席之地。

今年3月，清华大学医学院研发出世界首个可自主运动的可变形液态金属机器，这一研究成果引起了全球学术界的广泛关注，同时也让镓的应用上升到更高的水平。因为和固态金属相比，可变形液态金属机器能通过更多复杂的区域，在救灾、医疗、军事等领域等有极大用途，从而为研制实用化智能马达、血管机器人、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。也许，科幻电影《终结者》中的液态机器人T-1000，在不远的将来可能真的会实现。而液态金属的关键成分，就是镓。

在常温下，能保持流动液态的金属中，常用的只有汞、铯、镓3种。但是汞的毒性太大，而且易挥发；铯太活泼，容易和空气中的水形成易爆炸的氢气，它们应用起来局限性都太大。但是，镓却相对稳定和安全，所以它已成为未来液态金属机器研究的不二之选。