科學(xué)家造出“剛?cè)岵?jì)”的神奇材料，硬如鋼鐵，柔似橡膠，拉伸4倍不破裂
文章來源：新能源網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-07-24 15:21:42
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超材料是一類具有微觀結(jié)構(gòu)的合成材料，其賦予整體材料卓越的性能。過去，研發(fā)重點(diǎn)大多放在設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)超材料更堅(jiān)固、更堅(jiān)硬的產(chǎn)品上。然而，這里存在一個(gè)矛盾點(diǎn)：材料越硬，柔韌性往往就越差。
如今，麻省理工學(xué)院的工程師們成功找到了一種方法，能讓超材料既堅(jiān)固又有彈性。通常情況下，基礎(chǔ)材料高度剛性且易碎，但通過以精確、復(fù)雜的圖案進(jìn)行印刷，就能形成兼具堅(jiān)固性與柔韌性的結(jié)構(gòu)。
這種新材料的雙重特性關(guān)鍵在于其結(jié)合了堅(jiān)硬的微觀支撐結(jié)構(gòu)和柔軟的編織架構(gòu)。這種微觀的“雙重網(wǎng)絡(luò)”是通過一種類似有機(jī)玻璃的聚合物打印而成，能夠制造出一種材料，使其在不完全斷裂的情況下可以拉伸至其原始尺寸的四倍以上。相比之下，其他形式的聚合物幾乎沒有伸展性，一旦出現(xiàn)裂痕就會(huì)很容易碎裂。
研究人員表示，這種新的雙網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可應(yīng)用于其他材料，比如制造彈性陶瓷、玻璃和金屬。這種堅(jiān)韌且可彎曲的材料，能用于制作抗撕裂紡織品、柔性半導(dǎo)體、電子芯片封裝，還能制成耐用且適配性好的支架，用于培養(yǎng)細(xì)胞以進(jìn)行組織修復(fù)。
“我們正在為超材料開拓新的領(lǐng)域，”麻省理工學(xué)院副教授 Carlos Portela 說道，“你可以打印雙網(wǎng)金屬或陶瓷，這樣能獲得諸多優(yōu)勢，因?yàn)槠茐乃鼈冃枰母嗄芰?，而且它們的拉伸性能也要好得多?rdquo;
Portela 及其同事于近日在 Nature Materials 雜志上發(fā)表了這一研究成果。其他作者包括 James Utama Surjadi，以及 Bastien Aymon 和 Molly Carton。 |
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