工程师开发新技术加速超材料研究与应用

在当今科技飞速发展的时代，材料科学领域的进步对于技术革新和产业发展至关重要。超材料，一种具有传统材料所不具备的特殊物理性能的材料，正因其独特的性质在多个领域中展现出巨大的潜力。然而，尽管超材料的理论和实验研究已取得显著进展，其在实际应用中的广泛应用仍面临着一些挑战。这些挑战中，最为关键的是如何快速、准确地评估和优化这些材料的性能。正是在这样的背景下，美国工程师们开发了一项新技术。这项技术能够安全、快速地探测超材料，为加速其实际应用铺平了道路。

一项基于激光的新技术，由美国麻省理工学院（MIT）的工程师开发，可以安全、快速地探测超材料，加速其实际应用。这项名为激光诱导共振声波谱（LIRAS）的技术利用两个激光器系统，一个用于快速激发结构，另一个用于测量其振动响应。这项研究发表在《自然》杂志上。

• 超材料是由普通聚合物制成的，通过3D打印成微型脚手架塔的形式。每座塔都由重复和分层的单个几何单元构成，当堆叠在一起时，整个聚合物具有新的特性。
• 桌面装置包括两个超声波激光器，一个用于激发超材料样品的“脉冲”激光器，另一个用于测量振动的“探测”激光器。
• 在芯片上打印了数百个微型塔，每个塔都有特定的高度和结构。通过重复的超快脉冲激发每个塔，并用第二台激光器测量其振动。
• 利用超快激光脉冲，可以在几分钟内激发和测量数百个微型结构。这项新技术首次提供了一种安全、可靠和高通量的方法来动态表征微尺度超材料，并且科学家可以轻松地在自己的实验室中重建激光装置。

这项技术的应用前景广阔，可以加速超材料的实际应用。例如，可以利用该技术来研究超材料的动态特性，如对冲击的响应和声音的吸收或散射。此外，该技术还可以用于扫描超材料的缺陷，以及研究具有特定功能的超材料，如聚焦声波的超材料或抗冲击的超材料。