可软硬变换的材料

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。

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。”