新型材料在壓力之下作出異常的反應

Temming

最新制造出來的材料可不僅僅能夠承受壓力。不像眾多普通物體遇到壓力而收縮，這種材料——被設計用來展示天然材料所不具有的典型特性的合成結構——在更大的壓力下反而發生膨脹。

這種反常的材料由一個中空的三維十字架構成的網格組成——形狀類似六面管件——它的直徑僅僅屬于微米級。當外部水、空氣或者其他物質的壓力增加，十字架的圓紋面會發生內彎。因為這些十字架都連有杠桿，彎曲會令十字架發生轉動，并且相互推開，從而使得整個結構體發生膨脹，來自德國卡爾斯魯厄研究院的物理學家，也是此項研究的合著者Jingyuan Qu說道。

這些研究人員在“如何將這套復雜的結構要素連接起來方面顯示出了極高的智慧，”來自美國得克薩斯大學的機械工程師Michael Haberman說道，他并沒有參與到此項研究工作中。

Qu和他的同事們使用微型3D打印技術，將他們的材料塑造成一個微型立方體，他們在發表于《PhysicalReview x》上的論文中就此進行了詳細的描述。當研究人員將此材料放入氣體腔中，并將大氣壓力從1個調整到5個時，立方體的體積大約增加了3%。

直到現在，研究人員僅僅在數學模型和計算機模擬中描述過這種壓力膨脹材料，來自馬耳他大學的材料科學家Joseph Grima說道。這種最新的材料提供了足夠的所需證據，即此種類型材料完全可以被制造出來，他表示道。

調整十字架的表面厚度可令這種新材料增大或減小膨脹：材料越厚，其結構膨脹得就越少。在各種不同的壓力下，一種經過精密調整而保持相同大小的超材料將會被用來制造更加堅韌的設備，它們能夠抵抗住來自深海或者外層真空中的巨大壓力。