受压就扭的超材料

发布时间:2018-06-16 所属专题:新材料

卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员利用微幅3D打印机,成功地制成了一种超材料,受压之后会发生扭转。相关论文是201711月发表在《科学》杂志的封面论文。

一般来说,当一种材料受到来自上方的压力时,会产生形变,这种形变可能是膨胀、压缩或是弯曲,但是绝不包括扭转,要发生这种形变,往往需要使用曲轴之类的工具。但是,这种由细丝构成的立方体超材料,通过绕其中轴扭转来承受压力。

研究人员通过计算机模拟设计出具有这种特性的结构单元,扭转行为通过一种复杂的手性结构体现,这种结构单元没有与其镜面对称的结构,就像左手与右手一样,设计出的细丝立方体由臂和环组成。连接立方体的角和环结构的臂在压力下会向下垂直移动,最终整个环就会扭转,进而导致整个结构绕轴扭转。

接着,研究人员使用3D微打印方法,将不同尺寸、强度的细丝立方体组合成塔来验证他们的理论。这种超材料距离实际应用还有很长的路要走,其潜在应用则包括让地震波扭转从而绕过历史建筑等。(Sciencedaily

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扩展阅读:

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171201104606.htm

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1072