可用于制作抗撕裂紡織品的彈性超材料

2025/4/28 21:18:00 來源: 評(píng)論(0)0

??? 日本語 Fran?ais English

美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種制造既堅(jiān)固又有彈性的超材料的方法。這種材料通常非常堅(jiān)硬且易碎，但通過打印出精確復(fù)雜的圖案，可以形成既堅(jiān)固又靈活的結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在最新一期《自然·材料學(xué)》雜志上。

　　在超材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域，“越強(qiáng)越好”一直是主導(dǎo)規(guī)則。超材料是一種具有微觀結(jié)構(gòu)的合成材料，能夠賦予材料整體卓越的性能。然而，追求更強(qiáng)硬度的同時(shí)往往犧牲了材料的柔韌性。為了解決這一問題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種結(jié)合堅(jiān)硬的微觀支撐結(jié)構(gòu)和更柔軟的編織結(jié)構(gòu)的“雙網(wǎng)絡(luò)”。這種新材料由類似有機(jī)玻璃的聚合物制成，能夠拉伸至自身尺寸的4倍以上而不會(huì)斷裂，而其他形式的聚合物幾乎沒有拉伸性。

　　這種新型雙網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不僅適用于聚合物，還可以應(yīng)用于制造彈性陶瓷、玻璃和金屬等材料。這些堅(jiān)韌而靈活的材料可用于制作抗撕裂紡織品、柔性半導(dǎo)體、電子芯片封裝以及用于組織修復(fù)的細(xì)胞培養(yǎng)支架等。

　　該團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合兩種微觀結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了這種超材料：一個(gè)是剛性的網(wǎng)格狀支架，由支柱和桁架組成；另一個(gè)是由線圈組成的結(jié)構(gòu)，環(huán)繞著每個(gè)支柱和桁架。這兩種材料均由同一種丙烯酸塑料制成，并使用高精度激光打印技術(shù)——雙光子光刻一次性完成。

　　團(tuán)隊(duì)對(duì)這種新型雙網(wǎng)絡(luò)超材料進(jìn)行了多種壓力測(cè)試，包括將樣品連接到納米機(jī)械壓機(jī)上以測(cè)量其拉伸強(qiáng)度，并錄制高分辨率視頻觀察其拉伸和撕裂過程。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)格子圖案的超材料相比，新設(shè)計(jì)能拉伸至自身長(zhǎng)度的3倍，是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)拉伸能力的10倍。此外，通過在材料中引入策略性孔洞（即“缺陷”），可以進(jìn)一步分散應(yīng)力，提高材料的彈性和耐撕裂性。

　　這一進(jìn)展標(biāo)志著材料科學(xué)領(lǐng)域的重大突破，展示了如何通過微觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來優(yōu)化材料的整體性能。

責(zé)任編輯：第一時(shí)間

世界服裝鞋帽網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明：

1、凡本網(wǎng)注明"來源：世界服裝鞋帽網(wǎng)sjfzxm.com"的所有作品，版權(quán)均屬世界服裝鞋帽網(wǎng)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明"來源：世界服裝鞋帽網(wǎng)sjfzxm.com"，違者，本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
2、本網(wǎng)其他來源作品，均轉(zhuǎn)載自其他媒體，目的在于傳遞更多信息，不表明證實(shí)其描述或贊同其觀點(diǎn)。文章內(nèi)容僅供參考。
3、若因版權(quán)等問題需要與本網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，請(qǐng)?jiān)?0日內(nèi)聯(lián)系我們，電話：0755-32905944，或者聯(lián)系電子郵件： 434489116@qq.com ，我們會(huì)在第一時(shí)間刪除。
4、在本網(wǎng)發(fā)表評(píng)論者責(zé)任自負(fù)。

版權(quán)聲明我要"揪"錯(cuò) 在線投稿

跟帖0

參與0