新科技突破：受熱收縮的3D打印超材料

我們都知道大多數(shù)材料是受熱膨脹，然而來自于勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）和幾所美國大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)了一種新型材料，這種材料在相當(dāng)廣的溫度范圍內(nèi)可以受熱冷縮。相關(guān)研究發(fā)表在了物理評(píng)論快報(bào)（Plysical Review Letters）期刊上。

南極熊了解到，這種神秘的超材料是由鉍元素微網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，3D打印的高分子聚合物和銅復(fù)合材料組成，在加熱時(shí)會(huì)向笛卡爾三個(gè)坐標(biāo)系收縮。研究者相信，這是迄今為止第一種能夠受熱冷縮的材料。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明設(shè)計(jì)了一系列的金字塔形狀的微結(jié)構(gòu)，當(dāng)受熱時(shí)微網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)向內(nèi)收縮，里面的內(nèi)部支撐架是由熱膨脹材料構(gòu)成，因此受熱后向外擴(kuò)張，二者的作用力導(dǎo)致內(nèi)支撐架向結(jié)構(gòu)的中央折疊。

“與傳統(tǒng)的打印方法相比，這是一種全新的嘗試，”LLNL工程材料和制造中心主任，該技術(shù)的主要研究者Chris Spadaccini說，“我們嘗試著研發(fā)一種以前從來沒有得到應(yīng)用的熱機(jī)械超材料，這種材料擁有其它傳統(tǒng)材料所沒有的熱機(jī)械性能。”

研究者認(rèn)為這種被動(dòng)的受熱冷縮的性能能夠應(yīng)用在很多機(jī)械設(shè)備上，尤其是那些受溫度影響變化而導(dǎo)致匹配誤差的結(jié)構(gòu)，這種材料通過作用力來修復(fù)匹配誤差。該研究論文的第一作者 Qiming Wang說，它能夠運(yùn)用在牙齒填充，填補(bǔ)機(jī)械設(shè)備的缺口，支撐橋梁或者建筑，或者是在精密結(jié)構(gòu)上，比如原子級(jí)別的顯微鏡。

該研究項(xiàng)目的研究者來自LLNL，美國南加州大學(xué)，麻省理工學(xué)院，加利福利亞大學(xué)。該研究是美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局五年計(jì)劃的一部分。Qiming Wang說，該計(jì)劃的下一步是研發(fā)零膨脹材料，挖掘其更多的應(yīng)用。請(qǐng)關(guān)注南極熊3D打印網(wǎng)。

編譯自3ders