压缩时“不可能”材料会拉伸


作者:Maggie McKee想象一下当你坐在他们身上时,靠垫抬起而不是下沉不可能不是根据具有“负压缩性”的新材料的蓝图:材料在被拉动时压缩并且在被推动时膨胀这样做的超材料已经建成了例如,在其内部具有微小空腔的振动铝条产生与所施加的推或拉相反的波(Nature Materials,DOI:10.1038 / nmat1644)但设计必须以恰当的频率振动才能看到效果位于伊利诺伊州埃文斯顿的西北大学的Zachary Nicolaou和Adilson Motter现在设计了一种超材料,在任何情况下都可以压缩,反之亦然伦敦帝国理工学院的John Pendry说:“有趣的是,他们研究的系统不会对振动做出反应,而是对稳定的应用力做出反应”这应该是不可能的,因为任何以这种方式运行的材料(在压缩时拉伸,反之亦然)本质上是不稳定的,并且在不显示这种行为的情况下立即崩溃成稳定状态 Nicolaou和Motter通过设计具有内部结构的材料来解决这个问题,该材料确实转变为稳定状态,但是比原始状态更加压缩或扩展的状态他们的理论设计涉及一排四个“粒子” - 每个粒子由分子组组成 - 彼此吸引不同程度吸引两个内部颗粒的力很弱,因此拉动材料会破坏这种粘合 “一旦发生这种情况,外部颗粒就会相互吸引更多,”Motter说,所以整体材料压缩然而,如果挤压这种材料,则两个内部颗粒足够接近以重新形成弱键 - 并且材料可以膨胀因为想象材料在实践中工作可能很难,Nicolaou和Motter想出了一个模型来帮助设想材料被拉动时会发生什么(见图)英国埃克塞特大学的克里斯托弗史密斯说,有一天,类似原理的微型化版本可以用作军用车辆的保护涂层 “如果爆炸撞到你车辆的一侧,它会向后推,并试图抵消一些效果,”他说 Motter说,之前关于超材料的大部分工作都集中在创造新颖的电磁特性,例如弯曲光线以创造隐形斗篷这项新研究是“机械”超材料研究的一个新兴分支的一部分,对应力和应变有不同寻常的反应史密斯说:“我们已经尽可能地使用高强度材料” “下一阶段必须是完全不同的材料”期刊参考:Nature Materials,DOI:
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