科学家设计新型可编程橡胶状固体新材料可吸收和释放大量能量

马萨诸塞大学阿默斯特分校的一组研究人员最近在《美国国家科学院院刊》上宣布，他们设计了一种新型可编程橡胶状固体物质,这种材料可以吸收和释放非常大量的能量。总而言之，这种新材料具有广泛的应用前景，从为机器人提供动力，到新头盔和可以更快耗散能量的防护材料。

这种材料由一种新的超材料制成的——一种被设计成具有天然材料中没有的特性的物质——它结合了一种弹性的橡胶状物质和嵌入其中的微小磁铁。这种新的“弹磁”材料利用称为相移的物理特性来极大地放大材料可以释放或吸收的能量。

当材料从一种状态移动到另一种状态时，就会发生相移：想想水变成蒸汽或液态混凝土硬化成人行道。每当一种材料改变其相位时，能量要么被释放要么被吸收。相移不仅限于液态、固态和气态之间的变化——从一种固相到另一种固相的转变也可能发生。可以利用释放能量的相移作为电源。但获得足够的能量一直是具有挑战的。

为了放大能量释放或吸收，你必须在分子甚至原子水平上设计一个新结构，然而，这具有挑战性。但是通过使用超材料，研究人员已经克服了这些挑战，不仅制造了新材料，而且还开发了设计算法，使这些材料能够以特定的响应进行编程，使其具有可预测性。

研究人员通过将微型磁铁嵌入弹性材料中，可以控制这种超材料的相变。而且由于相移是可预测和可重复的，研究人员可以设计超材料来做我们想要做的事情：要么吸收来自巨大的冲击力，或释放大量能量进行爆炸性运动。

这项研究得到了美国陆军研究实验室和美国陆军研究办公室以及哈尔滨工业大学(深圳)(HITSZ) 的支持，适用于需要高强度冲击或闪电般快速响应的任何场景。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com