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科学家用3D打印开发出了可编程超材料

Release time:2021-09-22 13:01viewed:times
本文摘要:想象一个这样的假肢,它总有一天会弹片您,而且戴着上就像一只手套那样难受。近日,来自以色列特拉维夫和荷兰的科学家团队早已研发出有一种方法来生产可编程的超强材料(metamaterial),这不仅有可能转变残疾人的生活,甚至有可能政治宣传整个可穿着技术和软机器人领域。 可编程机器材料很合适用作假肢或者可穿着技术,因为在这方面与身体的给定是很最重要的。

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想象一个这样的假肢,它总有一天会弹片您,而且戴着上就像一只手套那样难受。近日,来自以色列特拉维夫和荷兰的科学家团队早已研发出有一种方法来生产可编程的超强材料(metamaterial),这不仅有可能转变残疾人的生活,甚至有可能政治宣传整个可穿着技术和软机器人领域。  可编程机器材料很合适用作假肢或者可穿着技术,因为在这方面与身体的给定是很最重要的。

特拉维夫大学(TAU)机械工程学院的YairShokef博士称之为:如果我们需要打造出更加简单的建构基块,或者用其它材料来生产它们,那么可能性知道是无穷无尽。  YairShokef博士  研究团队通过用一台3D打印机打印机出来的超强材料方块证明了他们的概念。当他们在两个享有特定图案的表面之间被传输时,一个笑脸图案就经常出现在了方块的一侧。  众所周知,普通的材料,无论是您的电脑显示器还是咖啡杯,甚至您的猫,都是由原子和分子构成的。

材料的状态(液体、液体、气体等)和它的特性(如导电亲率、硬度等)都是由它们的化学成分要求的,Shokef说明说道。  而超强材料则是一种由人来设计的材料,它是由比原子或分子更大的基本单位构成的,因此其状态和特性都是由基本单位的属性,而非其化学成分,要求的。  尽管超强材料都是由完全相同的基本材料(分子、原子)构成的,但是建构超强材料的基本单元尺寸不会更大,往往以纳米、微米,甚至毫米或厘米计。

实质上我们人为地建构了有这些单元构成的一个结构,它的特性是由几何结构要求的。Shokef说明说道。  比如普通的钻石,它是碳原子按照一个特定的结构,在原子尺度(10的负10次方米)上大大拷贝建构的。而在超强材料中,对象是在更大的尺度上反复自己的几何结构。

他说道。  事情的重点在于:当您在更加大尺度上,用于更大的基本单位(不是原子)来设计材料时,您就有更加多的能量去掌控其晶体排序,于是理论上,我们就需要掌控该物质的物理特性。

这也是科学家们展开3D打印机超强材料笑脸测试的目的。  据理解,实验中的这个超强材料经过了特定的编程,这样它在受到来自一个方向上带上立体图案的表面的传输时,就不会在其他方向上产生编程原作的立体图案变形(凸起和凸起)。在一个看起来长时间的方块上,当它被传输时,一个特定图案就突显了出来。

Shokef博士说道:在这个超强材料中,这些设计都是由人来已完成的,其空间结构要求了材料的不道德。  科学家们的这项研究成果被公开发表在了本周出版发行的《Nature》杂志中,论文的题目是《带上纹理机超强材料的人组设计(CombinatorialDesignofTexturedMechanicalMetamaterials)》。


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