《横扫千军》绿色度测评报告

麻省理工学院的研究人员开发了一种制造材料的新技术，使它们变得柔韧，同时保持强度和一些刚度。

根据麻省理工学院新闻的报道，研究团队通过使用结合了微观支柱和编织架构的微观双网络设计来实现了这一点。这种组合首先在类似有机玻璃的聚合物上进行了测试，这使得它在断裂前可以拉伸四倍于其大小。然而，相同的技术可以应用于其他材料，如玻璃、陶瓷和金属，将其可能性扩展到其他行业，如半导体。

这种超材料设计从微观支柱和桁架中获得强度，使其坚硬但易碎。然而，通过添加由缠绕线性支撑结构的线圈制成的线状结构，聚合物材料能够在失效前拉伸三倍于其尺寸，比仅使用基本晶格结构的材料多出十倍。

“我们正在为超材料开辟这个新领域，”麻省理工学院副教授 Carlos Portela 说，他是这项研究背后的团队的一员。“你可以打印双网金属或陶瓷，你可以获得很多这些好处，因为破坏它们需要更多的能量，而且它们的拉伸性要好得多。”

其增加柔韧性的秘诀来自格子框架内螺纹结构的打结和缠结。这使它能够吸收更多的应力，并且当支柱上出现裂纹时，由于能量在材料中分布不均匀，它不太可能传播。

“把这个编织的网络想象成一团缠在格子上的意大利面条。当我们打破整体晶格网络时，那些破损的部分随之而来，现在所有这些意大利面都与晶格片纠缠在一起，“Portela 告诉麻省理工学院新闻。”这促进了编织纤维之间的更多纠缠，这意味着你有更多的摩擦和更多的能量耗散。”

您可以将这项新技术应用于半导体，使制造商能够构建可以安装在服装和其他可穿戴配件上的柔性芯片。此外，研究团队正在探索在结构中使用两种不同的材料。一个例子是使用对温度反应不同的聚合物，这样材料在寒冷环境中变得更柔软、更顺应，而在高温下变得更硬、更坚硬。

（图片来源：Surjadi、Aymon、Carton 和 Portela / MIT News）