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科学家研发新材料:可随时改变形状大小硬度
编辑:admin    发布时间:2016-03-16

 

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。

来源:高新网


 



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