材料牛注:
传统的材料一旦制成,或软或硬。如今,一种新型的材料问世,在软硬之间转换,无需损坏或改变。在未来的汽车和航空领域,潜力无穷。让我们一起来看看吧。
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传统的材料一旦制成,或软或硬。如今,一种新型的材料问世,在软硬之间转换,无需损坏或改变。在未来的汽车和航空领域,潜力无穷。让我们一起来看看吧。
科学家们设计出一种新颖的超材料,它可以在硬和软之间转换,而不会损坏或改变自己。在未来的汽车建造或火箭发射系统,将大有可为。
研究人员称,这种材料可用于自行调节的轮胎,以便更容易地骑行在沙子等松软的路面上,或者用于制造抗损伤,可重复使用的火箭。
美国密歇根大学(UM)的研究人员发现了一种合成超材料的方法,该超材料可以容易地被操纵以增加其表面的刚度,所能提高的数量级堪比橡胶和钢之间的刚度差别。
由于这些性质是“拓扑保护的”,这意味着材料的性质来自其总结构,所以即使材料在其硬和软状态之间反复转换,它的性质也保持不变。
密歇根大学物理学助理教授Xiaoming Mao说:“通常来说,传统材料一旦被加工成型,或硬或软,很难改变其刚度。但这种超材料的新颖之处在于它的表面可以在硬和软之间转变。”
例如,在预先不施加压力的情况下,牙科医生把补牙填充物填充到牙齿里之后,它的硬度就无法被改变,只能通过钻孔或者打磨。再比如,只有对吉他弦施加压力,弦才能被拧紧。
物体与超材料的边缘接触的方式改变了材料结构的几何形状,因而改变了材料响应边缘处应力的方式。然而,超材料的拓扑保护允许材料的内部保持无损伤状态。这种材料有朝一日可以用来制造汽车或火箭发射系统。在汽车中,材料可以帮助从碰撞中吸收冲击能量。
Mao说道:“当你开车的时候,你想让车变硬,以支持负载。在碰撞过程中,你希望部件变软以吸收碰撞中的能量,保护在车内的乘客。”
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