科学家研发新材料：可随时改变形状大小硬度
2016/3/14 16:56:21 中国科普博览

     科学家近日研发出了一种由可折叠的立方体构成的新型材料，可以通过编程改变它的形状、大小和硬度。也许它这一会儿还是一片平平的薄片，下一秒又变得鼓鼓囊囊的。

     工程师在研发这一“超级材料”的过程中，使用了一种名叫snapology的日本折纸的现代版本。该技术又称单元折纸，或模块折纸，需要先做出多个完全相同的组件，然后将它们组合成一个较大的模型。

     在这种由哈佛大学的工程师研发的超级材料中，每个模块包含6个开口的正方体，彼此之间靠边相连。最后的组装结果呈现出三维交叉结构。

     该材料的研发人员称，有了这种材料，我们或许能造出新型便携式建筑，可以随时推倒躺平，也能随时拔地而起。

    

     由于该材料在改变形状的同时，硬度也会随之发生变化，人们可以在搭建建筑物的时候，通过改变建筑物的形状使其变得坚固起来。

     该材料还可以用来制造可回缩式屋顶，或者能够根据需要改变形状的墙壁。

     研究人员将这些立方体组合成一个大型3D结构，从而成功研发出了一种具有许多有趣性质的新型建筑材料。

     内置的气动执行器能够让这些立方体沿着一条边、或者多条边折叠起来，从而使整个结构发生改变。

     “我们设计出了一种3维薄壁结构，可以用来制造可折叠的、可以用程序重新设计的建筑。”该论文的第一作者，约翰尼斯·奥沃维尔德(Johannes-Overvelde)说道。“我们可以随时改变和控制它的形状、体积和硬度。”

     研究人员将64个独立单元组合成一个4x4x4的结构，它的体积可以忽大忽小，可以改变形状，还能忽然变成一张平平的薄片。

    

     在它形状改变的同时，该材料的硬度也会发生改变。研究人员称，这为该材料在长度、宽度和高度之外，又增加了一种维度。这意味着它可以用来制造一种独特的材料，处于某个形状时容易变形，处于另一个形状时则坚硬无比。

     凯蒂亚·伯托迪奥教授(Katia-Bertoldio)表示：“我们不仅了解了这种材料变形的原理，还能对其加以实际利用。我们知道究竟该怎样做，才能得到我们想要的形状。”

     “这是一种全新的、能够轻松改变大小的可折叠材料。”奥沃维尔德先生指出。 “无论是在微观尺度上还是在宏观尺度上，这种材料都能大显身手。从外科手术支架到赈灾的窝棚，它都能一展神威。”

    

     除此之外，该材料还能被用来制造“动态建筑”，或者能改变形状的车辆。这种车辆在疾驰时能够伸长，从而更加符合空气动力学；但到了目的地之后又会缩短，方便在城里停车。

     哈佛大学的查克·霍伯曼(Chuck-Hoberman)表示：“这种结构在动态建筑方面具有迷人的前景，应用范围包括便携式窝棚，可调整的建筑物外墙和可回缩屋顶等。”

     “虽然我们眼下必须依赖标准力学才能实现这些应用，但该技术具有多种独特的优势，如能够整合表面和内在结构、能够简化制造过程、以及能够变成平平的薄片等。”(叶子)

     来源：新浪科技

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