橡膠與金屬復合而變硬
瀏覽：679 發布日期：2018-08-14
橡膠和金屬通常被認為位于剛度譜的兩端，但在愛荷華州立大學開發的新型復合材料在彎曲，扭曲或擠壓后可能會從前者的柔韌性轉變為后者的剛度。為了開發這種材料，該團隊開展了“過冷”工作，這種技術可以使金屬在比通常固化時溫度更低的溫度下保持液態。愛荷華州的一些研究人員之前曾對這種材料進行過試驗，將其作為焊接的無熱替代品。
在新的研究中，該團隊首先將熔融金屬的液滴暴露于氧氣中，在其周圍形成氧化殼，使其保持液態。然后將這些過冷金屬的微小氣泡輕輕混入彈性體材料中。當它們嵌入的橡膠被彎曲，扭曲，擠壓或置于任何其他類型的機械壓力下時，這些氣泡將破裂。液態金屬流出并熔合在一起，硬化形成橡膠內部的一種金屬網。在他們的實驗室測試中，研究人員發現這種材料會變硬超過300%，使其能夠承受自身重量50倍的重量。
從技術上看它像是一條單行道，一旦它變得堅硬，材料不可能恢復到原來的橡膠狀態。它的剛度可能不可逆，但新材料仍然有很多應用。研究人員說，它可以用來保護軟體機器人或可穿戴電子設備的重要傳感器或組件，或支持生物用途中的敏感組織。研究人員說這種材料可以調整以承受一定的壓力，并且只有在超過設定的閾值后才能硬化。這種調諧可以通過改變顆粒內部的金屬（目前是鉍，銦和錫合金），使用不同尺寸的顆粒或改變其周圍的軟材料來完成。
