【可拉伸的陶瓷、玻璃、金属等材料】
超材料是一类具有微观结构的合成材料,其整体性能远超传统材料。以往的研究重点在于提高超材料的强度和刚度,但往往柔性欠佳。来自麻省理工学院(MIT)的工程师团队突破了这一局限,开发出一种兼具高强度和高弹性的新型超材料。论文发表于《自然·材料》杂志。
研究团队受到水凝胶的启发,采用了一种“双网络”设计,将刚性的微支架与柔性的编织结构相结合,同时实现了材料的高强度和高弹性。两种结构均由类似有机玻璃的聚合物制成,并通过高精度的双光子光刻技术一次性打印而成。实验表明,这种新型超材料能够拉伸自身长度的三倍以上,且不会完全断裂。与传统晶格结构的超材料相比,其拉伸能力提高了10倍。研究人员进一步在超材料中引入缺陷,发现这不仅不会导致应力集中,反而更容易使得能量耗散,进一步增强了材料的强韧性能。此外,研究团队还开发了一个计算框架,能够根据刚性和弹性网络的模式预测超材料的性能,为未来多功能超材料的设计提供了理论支持。
链接:
http://t.cn/A6dV3TQb
论文:http://t.cn/A6dV3TQG
用同一种基础材料打印出的不同结构,左侧为传统图案,右侧为本次设计的超材料。图片来源: MIT
