麻省大学阿姆赫斯特分校
学分:马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校
马萨诸塞大学阿姆赫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，他们已经设计出一种新的类似橡胶的固体物质，具有令人惊讶的品质
它可以吸收和释放大量的能量
它是可编程的
总的来说，这种新材料有很大的应用前景，从使机器人能够在不使用额外能量的情况下获得更大功率，到能够更快消耗能量的新型头盔和防护材料
“想象一个橡皮筋，”该论文的资深作者、UMass Amherst的聚合物科学与工程教授阿尔弗雷德·克罗斯比说
“你把它拉回来，当你放开它时，它会飞过房间
现在想象一个超级橡皮筋
当你将它拉伸超过某一点时，你就激活了储存在材料中的额外能量
当你放开这个橡皮筋时，它会飞一英里
" 这个假想的橡皮筋是由一种新的超材料制成的——这种材料被设计成具有天然材料所没有的特性——它结合了一种弹性的、类似橡胶的物质和嵌入其中的微小磁铁
这种新的“弹磁”材料利用了一种被称为相移的物理特性，极大地放大了材料可以释放或吸收的能量
当一种材料从一种状态移动到另一种状态时，就会发生相移:想象水变成蒸汽，或者液态混凝土硬化成人行道
每当一种物质发生相变时，能量要么被释放，要么被吸收
相移不仅仅局限于液态、固态和气态之间的变化——从一个固相到另一个固相也可能发生
释放能量的相移可以被用作能源，但是获得足够的能量一直是困难的部分
克罗斯比说:“为了放大能量的释放或吸收，你必须在分子甚至原子水平上设计一种新的结构。”
然而，这是一项具有挑战性的工作，而且更难以可预测的方式完成
但是通过使用超材料，克罗斯比说，“我们已经克服了这些挑战，不仅制造了新材料，还开发了设计算法，允许这些材料被编程为特定的响应，使它们可以预测
" 该团队受到了自然界中一些快速反应的启发:捕蝇草和捕鼠器的快速关闭
该论文的第一作者梁旭东说:“我们已经把这个研究提高到了一个新的水平。”他目前是中国哈尔滨工业大学的教授，在麻省理工学院的博士后期间完成了这项研究
“通过在弹性材料中嵌入微型磁体，我们可以控制这种超材料的相变
因为相移是可预测和可重复的，我们可以设计超材料来做我们想要它做的事情:要么吸收大冲击的能量，要么释放大量能量用于爆炸运动
" 这项研究得到了美国政府的支持
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陆军研究实验室和美国
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陆军研究办公室和深圳哈尔滨工业大学(HITSZ)在任何需要强力撞击或快速反应的场景中都有应用
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