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美國研發出新材料:可在流體與固體狀態間自由切換

2025年01月23日 首頁 » 熱門科技

1月23日消息,據報道,美國加州理工學院 Chiara Daraio 實驗室的研究人員發現了一種新型材料,這種材料在應力作用下表現出獨特的性質,能夠在某些條件下像流體一樣流動,而在其他條件下則像固體一樣穩定。

這種創新材料被命名為「多鏈架構材料」(Polycatenated Architected Materials,簡稱PAMs),它巧妙地融合了流體的靈活性與固體的穩定性,預示著在防護裝備、生物醫學裝置及機器人技術等多個高科技領域擁有廣闊的應用前景。

 

美國研發出新材料:可在流體與固體狀態間自由切換

 

加州理工學院的研究團隊通過電腦建模設計了PAMs(多鏈架構材料),模擬了晶體物質的晶格結構。與傳統晶體不同,PAMs由相互纏繞的環或籠狀結構組成,使其內部元素之間能夠發生動態相互作用。研究團隊利用3D列印技術,使用丙烯酸聚合物和金屬等材料製作小型原型,並進行多種應力測試。

實驗表明,PAMs能夠在流體和固體狀態之間切換。在剪切應力下,PAMs表現得像水一樣「零阻力」,而在壓縮下則變得剛性,表現出固體特性。Daraio教授表示,PAMs結合了固體和顆粒材料的特性,能夠根據形狀和晶格連接方式的變化調整性能。

 

PAMs的研究填補了顆粒材料與彈性可變形材料之間的空白,可能重新定義材料分類。其獨特的能量吸收特性使其在防護裝備和包裝材料中具有潛力。微觀研究顯示,PAMs還能對電荷和物理力作出反應,可能應用於生物醫學設備和軟體機器人。研究已發表於《科學》雜誌。

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