HomeProjects機械人及先進製造技術實現可自由調節彈性的新型力學超構材料

實現可自由調節彈性的新型力學超構材料

項目簡介

項目負責人

  • 徐磊教授

    物理系

  • 資助機構

    研究資助局

    中國國家自然科學基金

    廣東省自然科學基金

  • 合作夥伴

    北京計算科學研究中心

    上海交通大學

    中國科學技術大學

    北京師範大學

科學家一直探索能按需要自由調節軟硬、壓縮及膨脹的新型物料。它可變得柔軟兼極易壓縮,並隨外界壓力自由改變形貌,或可變得堅硬且極難壓縮,能抵擋外界壓力。研發團隊發現這個神奇功能的關鍵在於控制物料彈性。團隊成功設計一種基於堆積模型的獨特網路結構,並在結構中觀測到獨特的拓撲轉變。若在這拓撲轉變的附近增加或減少網路連接,便能自由調節物料結構的彈性模量,如改變軟硬度和壓縮膨脹度。這物料在工業或生活各領域具廣泛的應用潛力。

3D打印的超構材料
彈簧搭建的超構材料模型

特點及優勢:

  • 在同一個結構下可以隨意單獨調節剪切模量或體積模量而不影響另一個模量
  • 在同一個結構下可以從正到負大範圍調節泊松比
  • 各種大範圍調節均可由連接或斷開少量的網絡連接實現,簡單易行
  • 應用潛力龐大,如應用於建築材料、防震材料,以及防衝擊保護材料

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