当前，从电动自行车到无人机，再到电动牙刷，数以亿计的电子设备都依赖高效能的电动机驱动。尽管电动机效率已属上乘，但能量损耗问题依然突出，部分电能不可避免地转化为热能。对于小型驱动装置而言，这种损耗尤为明显，直接制约了设备的性能表现与电池续航。为此，德国萨尔大学Ralf Busch教授团队正在探索一种非常规材料——金属玻璃，旨在通过材料革新降低电机能量损耗。
电动机的工作原理基于磁场变化驱动内部部件旋转。在电机内部，随着磁场每秒无数次地改变方向，微小的磁畴（类似微型指南针）也随之不断重新排列。这一过程在材料内部产生摩擦，导致能量以热能形式流失。Busch教授指出，电机越小，这种效率损失往往越严重，这也是无人机和电动自行车等设备面临的主要痛点。
传统电机核心部件多采用铁基合金，其原子呈规则排列，形成有序的晶体晶格。当磁场变化时，这种晶格结构会阻碍磁畴的自由移动，导致磁畴在重新排列时遭遇阻力，产生摩擦损耗，业内称之为“铁损”。相比之下，金属玻璃的原子排列无序，不存在晶体结构。这种独特的非晶态结构使得磁畴在磁场变化时能够更自由地移动，从而大幅减少摩擦和能量损耗，使电机运行更冷、更高效。
鉴于电动机应用规模达数十亿台，微小的效率提升将产生巨大的累积效应。采用金属玻璃不仅能降低设备功耗、延长电池寿命，还能减少发热，显著提升移动设备的续航里程。Busch教授强调，仅通过材料替换，即可有效降低众多电子设备的能耗。
在制造工艺上，研究团队利用先进的金属3D打印技术（激光粉末床熔融技术）制备电机部件。新合金含铁量高达70%至80%，通过激光逐层熔化金属粉末，每层厚度仅约50微米，可精确制造出完全由金属玻璃构成的复杂电机组件。经过对数百种合金配方的筛选，团队最终确定了三种既能保持玻璃态稳定性又适合3D打印的合金配方。
该项目名为AM2SoftMag，是欧盟“地平线欧洲”先锋计划的一部分，获得了350万欧元的资助，由德国、西班牙、意大利和波兰的多家科研机构与企业联合攻关。研究不仅停留在实验室阶段，更致力于推动材料从基础研究向工业化应用转化，此前Busch团队开发的多种高强度合金甚至已在国际空间站微重力环境下进行过测试。
对中国行业从业者而言，金属玻璃在电机领域的突破预示着“材料即性能”的新趋势，随着3D打印技术的成熟，未来在电动两轮车、无人机及小型家电等对续航和能效敏感的中国优势制造领域，有望率先实现技术落地与产业升级。
