美國科學家研發遇熱就收縮的3D列印材料

熱脹冷縮是一種幾乎人盡皆知的物理現象，大多數固體材料就是這樣的，遇到溫度升高則會發生熱膨，當溫度下降時就會收縮。來自美國LLNL實驗室、南加州大學、MIT和洛杉磯加利福尼亞大學的一組科學家，開發了一種特殊的3D列印超輕材料，這種輕質材料由迷你網格結構構成，在很大的溫度範圍內它可以從三個笛卡爾方向上進行收縮。

圖片來源：3ders

這種3D列印材料能夠遇熱收縮的秘密就藏在網格結構中，這些金字塔形狀的網格由雙材料構成，它們是通過投影式微光刻3D列印技術和聚合物以及聚合物/銅複合材料製造而成的。網格的支柱是一種具有更高熱膨脹性能的材料，網格的外部框架則由低膨脹性能的材料構成，當溫度上升的時候支柱發生的膨脹會大於外部框架，此時網格中的每個連接點會向內拉，迫使支柱發生摺疊，進而使全部網格都向內拉，最終使材料出現收縮現象。當然，通過改變網格的幾何形狀和拓撲結構，科學家也可以製造出正向熱膨脹或者遇熱不發生膨脹的材料。

圖片來源：3ders

科研團隊表示，在機械製造中某些裝置的零件在受熱時會變得不準確，3D列印的材料可以被用來抵消這種失調。這種材料還可以用作牙科填料，解決人們吃熱食品時填料發生移動的問題，以及用來填補橋樑或建築物的小縫隙，或者用於原子力顯微鏡這樣的精密設備。

這個材料研究項目是美國國防部高級研究項目局國防科學辦公室的五年計劃的一部分，該計劃主要是研究具有可控微觀結構的材料，下一階段是製造可以解決類似問題的零熱膨脹材料。

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