美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)工程師團(tuán)隊(duì)近日宣布,成功開(kāi)發(fā)出一種新型制造技術(shù),使陶瓷、玻璃等傳統(tǒng)脆性材料首次具備顯著拉伸性與彈性。這一突破性成果發(fā)布于《自然》雜志,或?qū)槿嵝噪娮悠骷?、抗撕裂紡織品等領(lǐng)域帶來(lái)革命性應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)采用高精度激光3D打印技術(shù),以丙烯酸酯聚合物為原料,構(gòu)建納米級(jí)微觀晶格結(jié)構(gòu)。通過(guò)剛性桁架與柔性物質(zhì)編織的“雙網(wǎng)絡(luò)”設(shè)計(jì),新材料在實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出類(lèi)似橡膠的延展性,拉伸至原始長(zhǎng)度10倍時(shí)仍保持完整,遠(yuǎn)超普通聚合物性能。
“就像意大利面纏繞在格子上,剛性結(jié)構(gòu)破裂后,碎片與柔性網(wǎng)絡(luò)相互糾纏,反而增強(qiáng)了整體強(qiáng)度?!盡IT副教授卡洛斯·波特拉形象解釋。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在材料中引入特定“缺陷”后,其抗撕裂能力提升3倍,拉伸性翻倍。
目前,該技術(shù)已擴(kuò)展至金屬、陶瓷等材料測(cè)試。未來(lái)或可應(yīng)用于柔性半導(dǎo)體封裝、智能溫控織物,甚至生物組織工程。博士后詹姆斯·蘇加迪表示:“缺陷通常被視為弱點(diǎn),但在這里它成為關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)?!?/p>
研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)等機(jī)構(gòu)資助,MIT團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步探索雙網(wǎng)絡(luò)超材料在電力、溫度響應(yīng)領(lǐng)域的潛力。