科学家团队打造橡胶“外骨骼” 让液态金属结构保持其形状

2020年05月07日 09:47 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒New Atlas报道,想象一下,如果有一种金属装置,可以被压缩成一个紧凑的球状,并在加热时自动 “绽放 ”出有用的形态。而现在一种新开发的液态金属晶格有望使其很快成为可能。在纽约州立大学宾汉姆顿分校副教授Pu Zhang的带领下,一个科学家团队通过3D打印出一种被称为菲尔德合金的现有金属,开始了网格型结构的研究。

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这种合金以其发明者、化学家西蒙·库伦·菲尔德(Simon Quellen Field)的名字命名,由铋、铟和锡的混合物组成。它在加热到62°C (144°F)时也会熔化,但冷却后会重新凝固。利用真空铸造和保形涂层技术的组合,这些合金格子随后被覆盖了一层橡胶。只要环境温度保持在62度以下,所得到的结构就会保持刚性。

然而,一旦加热到该温度以上,合金就会熔化,但仍被包含在橡胶外壳中。在这种可塑性形式下,结构可以被压平或变形。如果在合金冷却和重新硬化的同时保持这种形状,它们将无限期地保持这种改变后的形状。

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但是,当被重新加热到62度以上时,合金再次熔化。就像橡胶玩具被压扁后会弹回原来的形状一样,格子板的橡胶壳也同样能够恢复到原来的形状,将液态金属拉回原位。当它们冷却后,合金再次硬化成 “合适”的形状。

到目前为止,该团队已经利用该技术制造出了蜘蛛网状的天线、足球、蜂巢、甚至是像终结者2一样的手,随着合金的熔化而打开。可以想象,这种晶格还可能被用于航天器的起落架等应用,它可以通过弯曲吸收碰撞能量,但经过加热和冷却后又会恢复到原来的形状。

“通常情况下,工程师们会使用铝或钢来制作缓冲结构,但当你在月球上着陆后,金属会吸收能量并变形。那就完了--你只能用一次,”Pu Zhang说。“”使用这种菲尔德合金,你可以像其他金属一样撞上它,但以后再加热它,就可以恢复它的形状。你可以一次又一次地使用它。"

这项研究在最近发表在《 Additive Manufacturing》杂志上的一篇论文中进行了描述。

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