新型变形材料或将引发市场变革宝马公司已在概念车中尝试

2017-04-27 09:17:37 作者：本网整理来源：网络分享至：

如今越来越多的新型材料走入科学家的视野，新材料的突破，往往引发划时代的产业革命，改变我们所处世界的属性。最近一大波科学家研究出了新型的变形材料…它们的出现有怎样的重大意义？将引发何种的变革？

变形材料：能随时改变形状、大小、硬度

变型材料开始逐渐受到市场和投资人的关注，它既可以改变大小，体积和形状，还可以在折叠平放情况下承受一头大象的重量而完好无损，事后迅速恢复其形状和结构，这意味着它可以用来制造一种独特的材料，处于某个形状时容易变形，处于另一个形状时则坚硬无比。

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这种变形显然不是分子层面的做结构材料的，而是先在一个片状材料上划好痕迹或者挖几个孔，然后就可以实现拉伸大形变。同时这种形变是可恢复的。现在的技术大多要求都是形变要尽量小，主要包括剪纸造成的材料大形变，以及折纸工艺（也就是著名的三浦折叠所引发的技术）。

其在建筑领域的突破不言而喻，举个例子，变形材料在地震受力到了一定值后只会慢慢地倒，而且达到屈服后还能继续承受等量或更多荷载，这是一种吸能能力的体现。也就是说地震震一下，变形结构短时间内就屈服弯曲了，但是还挺立着。又一次更强的震动来了，弯的更厉害了，依旧挺立。

而今哈佛、麻省理工大学在该技术上更进一步。

变形材料应用：平地起高楼？

最近哈佛工程应用科学学院设计出一款3-D薄壁结构，该材料由若干个单独的模块构成，每个模块包含6个开口的立方体，在气动传输器的作用下发生变形。其成果近日发表于《自然通讯》杂志。

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该结构是在“snapology”的折纸技术启发下研制的，snapology技术也被称为“模块化折纸”，其结构单位由64个单元立方体组成，研究团队将64个单元立方体相连，创造了一个新4x4x4的大立方体。这些立方体可以像折纸一般沿其边缘进行折叠从而发生形状的改变。研究小组已经证实立方体可以变换为多种不同的形状。

立方体中嵌有气动制动元件，人们可以对该元件进行编程，在不需要任何外部输入的情况下使立方体发生形状和大小改变。

由于该立方体结构的改变不仅会引起形状的改变，还会引起刚性的改变，这就意味着利用类似的设计，人们可以制作出一种既可以非常柔软也可以非常坚硬的材料。

而且这种材料中可以嵌入任何一种类型的制动器，包括热，电介质，甚至是水。

负责设计的研究人员指出，这种结构系统在动态建筑领域非常具有吸引力，包括搭建便携式庇护所，自适应建筑以及可伸展的屋顶，便于拆卸和组装。伴随着变形过程，该材料硬度将发生改变，这样的建筑结构可以再次竖立起来。

“尽管目前这项技术还主要依赖于标准力学，在应用上已经取得了很大的突破，包括对表面和结构的整合，制造的简易性，以及特有的扁平折叠性”Hoberman教授说。

这种材料还用于研制新类型可移动式屋顶，按照设计需要，将屋顶折叠起来或者改变墙壁外形。通过结合这些挤压立方体成为一个较大的3D组装结构，研究人员能够建造具有新奇属性的建筑材料。

变形材料应用：在风中驰骋

有独无偶，几天前，美国麻省理工学院的工程师Pedro Reis也发明了一种名叫“smorph”的变型材料，其旨在通过变型材料的不断自动微调来加快物体运动速度。

这种smorph材料共有三层，最中间是一个核，核外围是一层又厚又黏的混合聚合物，最外层使用了相对较硬的物质来。其原理与葡萄干制作过程相似，当核中的空气被抽出一定量时，中间层发生收缩，因此外壳受到空气压力发生形变。这种“变型”使得运动的smorph球周围产生微型涡流，形成保护膜，隔绝周围空气的影响，从而加快了速度。该材料未来可用于汽车或飞机等交通工具的制造。

宝马公司的“变形汽车”概念尝试

相比科学家的象牙塔技术，宝马公司已经将变型材料融入自己的概念车型之中。

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