工程師們創(chuàng)造出新的超輕、抗壓強(qiáng)度高的韌性超材料
在本周發(fā)表在《先進(jìn)材料》上的一項(xiàng)研究中,加州大學(xué)歐文分校和佐治亞理工學(xué)院的工程師們描述了一類新的機(jī)械超材料的產(chǎn)生,這種超材料可以消除變形以防止失效。他們的做法是轉(zhuǎn)而采用張拉整體,這是一種有百年歷史的設(shè)計(jì)原則,在這種原則下,孤立的剛性桿件被集成到一個(gè)靈活的系繩網(wǎng)中,以產(chǎn)生非常輕質(zhì)的自拉伸桁架結(jié)構(gòu)。 從950納米直徑的構(gòu)件開始,該團(tuán)隊(duì)使用復(fù)雜的直接激光書寫技術(shù)來生成尺寸在10到20微米之間的基本單元。這些單元被構(gòu)建成8個(gè)單元的超級(jí)單元,可以與其他單元組裝成一個(gè)連續(xù)的結(jié)構(gòu)。然后,研究人員進(jìn)行了計(jì)算建模和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),觀察到這些構(gòu)筑物表現(xiàn)出獨(dú)特的均勻變形行為,沒有局部的過應(yīng)力或使用不足。 研究小組表明,與最先進(jìn)的晶格排列相比,新的超材料的變形能力增強(qiáng)了25倍,能量吸收也增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)。 |




