中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在不遠(yuǎn)的未來(lái),或許能夠3D打印出所有東西。想一想標(biāo)準(zhǔn)的打印機(jī),它能夠僅通過(guò)3種顏色的墨盒“合成”成千上萬(wàn)的顏色。與此類似,未來(lái)的3D打印將能夠用技術(shù)材料墨盒合成數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的擁有不同特性的材料。
這一概念激發(fā)德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)和法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)探索一種叫作有效靜態(tài)壓縮的力學(xué)特性。正如他們近日在美國(guó)物理學(xué)會(huì)旗下《應(yīng)用物理學(xué)快報(bào)》上發(fā)表的文章所指出的,通過(guò)使用一種墨盒,就能夠打印出可以在流體靜態(tài)力學(xué)壓力下擴(kuò)大的超材料。在原理上,這種材料有效壓縮性可承受的負(fù)值沒(méi)有限度。
“我們的兩相介質(zhì)三維超材料是一種人造的混合材料,擁有自然界材料所沒(méi)有的特性,能夠在周圍氣體或液體靜態(tài)力學(xué)壓力增加的情況下有效擴(kuò)張!盞IT應(yīng)用物理學(xué)研究所和納米技術(shù)研究所博士生與研究人員Jingyuan Qu說(shuō),“對(duì)于大多數(shù)材料而言,這種行為正好相反。乍看上去,負(fù)壓縮性甚至違反了物理學(xué)的基本定律!
該團(tuán)隊(duì)的超材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)核心是一種中空的三維交叉結(jié)構(gòu),其每個(gè)末端有一個(gè)圓形的薄膜。
“就像一面鼓一樣,如果外部壓力大于結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力,這些膜就會(huì)向內(nèi)包裹。”Qu說(shuō),“通過(guò)用條狀物把這些膜恰當(dāng)?shù)芈?lián)系在一起,將8個(gè)類似的三維結(jié)構(gòu)放置在1個(gè)單元細(xì)胞中,就可能得到1個(gè)各向同性的有效容積,并隨著壓力增大而增加,即形成一種負(fù)效應(yīng)壓縮性。”