利茲大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種合成材料可以模仿某些生物組織并在其伸展時變厚

利茲大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種合成材料，可以模仿某些生物組織并在其伸展時變厚。您是否發(fā)現(xiàn)目前可用的材料過于拘束且不靈活?英國利茲大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種在拉伸時變得更厚而不是更薄的材料。從技術(shù)上講，這種材料表現(xiàn)出負(fù)泊松比，它代表橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變的比值。

“最初當(dāng)你拉伸這種材料時，如果我們垂直于液晶的排列方向拉伸，我們最初會看到樣品變得更薄，表現(xiàn)出正常的正泊松比行為，但隨后它會經(jīng)過一個臨界點，在那里它變?yōu)榱愣纫韵隆Ｒ簿褪钦f，隨著我們繼續(xù)增加壓力，材料實際上開始變厚，“Devesh Mistry，其中一位研究人員告訴Design News。“液晶基團(tuán)正在重新排序并改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。了解分子結(jié)構(gòu)是理解為什么這種泊松比正在發(fā)生變化以及我們?nèi)绾问褂盟鼇韯?chuàng)建一個以負(fù)泊松比開始的材料的關(guān)鍵。

研究人員在Nature Communications上發(fā)表的一項研究中指出，這些所謂的“拉脹材料”可以在貓的皮膚，人的肌腱和貽貝殼內(nèi)的保護(hù)層中發(fā)現(xiàn)。這些材料的極端韌性促使人們開發(fā)合成版本。已經(jīng)證明了3D打印的拉脹結(jié)構(gòu)的一些例子，但是利茲大學(xué)的這一最新發(fā)展是第一種本身具有拉伸性的人造材料。

在這個為期一周的課程中，我們將看到兩個低成本但功能豐富的電子設(shè)計自動化(EDA)程序：CircuitStudio和KiCad。

Mistry說：“我們感興趣的是使用圖案化的機械各向異性來制造以特定方式變形的材料.Mistry是一名物理學(xué)家，他在利茲的物理和天文學(xué)院工作時發(fā)現(xiàn)并且目前正在工作在科羅拉多大學(xué)，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)這種獨特的行為時，他正在尋找可能對柔性電子產(chǎn)品或下一代顯示器有用的材料。

“我在文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)了一種材料，我覺得這種材料可以滿足我們的特殊需求，然后在研究它的機械性能時，我們看到了這種非常有趣且非常離奇的行為，這種行為完全出乎意料，但顯然已經(jīng)引起了人們的想象，”Mistry說過。

已知液晶彈性體具有令人感興趣的機械性能，例如各向異性或方向依賴性，并且已經(jīng)研究了一段時間。今天，它們被用于制造熱或光致驅(qū)動的裝置。

之前已經(jīng)了解到液晶的間距和圖案可以編程，但是Mistry和他的團(tuán)隊希望進(jìn)行更深入的研究，研究這些材料如何變形以及它們?nèi)绾卧诓煌较蜃冃?。這種拉脹行為已經(jīng)在理論上被預(yù)測，可以追溯到2003年，但它從未得到證實。

該材料尚未命名。但對于那些化學(xué)家來說，這種特殊的液晶彈性體是基于丙烯酸酯化學(xué)的。

Mistry說，由于它與生物組織的相似性，這種新材料被認(rèn)為是一種生物回憶材料，非常適合人造肌肉和軟機器人。其他材料的其他潛在應(yīng)用包括鞋類和防彈衣。

RP Siegel，PE，擁有機械工程碩士學(xué)位，在施樂公司研發(fā)工作了20年。這位發(fā)明家擁有50項專利，現(xiàn)在是一名全職作家，RP在技術(shù)與社會的交叉領(lǐng)域找到了自己的主要興趣。他的作品出現(xiàn)在多個消費者和工業(yè)界，他還合著了生態(tài)驚悚片Vapor Trails。