驚喜不？地球也可以有變形金剛！

新型智能材料的樣本：從左到右。柔性帶，扭曲時會變硬的柔性條;柔韌的帶子變成了一個可以承受重量的高強度複合材料。 來源：Christopher Gannon/Iowa 州立大學

Iowa State 大學開發這種新材料的工程師說新的智能敏感材料可以像肌肉一樣變硬。

用力的話肌肉就會變硬。機械應力的橡膠材料-如扭轉或彎曲-和材料自動硬化高達300%，工程師說。在實驗室測試中，機械應力將材料的柔性條帶轉變為硬質複合材料，可承受其自身重量的50倍。

這種新型複合材料不需要外部能源，如熱量，光線或電力來改變其性能。它可以以多種方式使用，包括醫藥和工業中的應用。

最近此材料的研究成果發布在科學雜誌材料視野上。主要作者是Martin Thuo和Michael Bartlett，愛荷華州立大學材料科學與工程系助理教授。第一作者是Boyce Chang和Ravi Tutika，愛荷華州材料科學和工程博士生。Chang也是美國能源部艾姆斯實驗室的學生助理。

Thuo"s Black & Veatch學院的獎學金也幫助支持了這個項目。該材料的開發結合了Thuo在微型、液態金屬顆粒方面的專長，以及Bartlett在橡膠、塑料和凝膠等軟材料方面的專長。

這是一個強大的組合。研究人員發現了一種簡單，低成本的生產過冷金屬顆粒的方法 - 這種金屬即使在熔化溫度以下也能保持液態。通過將熔融金屬液滴暴露於氧氣中，形成一層氧化層，塗覆液滴並阻止液態金屬變成固體，從而形成微小的顆粒（它們僅為百萬分之一米）。 他們還找到了將液態金屬顆粒與橡膠彈性體材料混合而不會破壞顆粒的方法。

當這種混雜材料受到機械應力-推，扭，彎曲，擠壓-液態金屬顆粒斷裂。液態金屬從氧化物外殼流出，熔合併凝固。「你可以像氣球一樣擠壓這些粒子，」Thuo說。「當它們炸裂時，金屬就會流動並凝固。」

Bartlett表示是一個「在材料內部形成的金屬網。」Thuo和Bartlett說，炸裂點可以通過調整來使液態金屬在不同的機械應力下流動。改變顆粒大小或改變軟材料達到改變性能的目的。

在這種情況下，液態金屬顆粒含有場的金屬，一種鉍、銦和錫的合金。但是Thuo說，其他金屬也會起作用。他說：「我們的想法是，不管你能得到什麼金屬的過冷度，都會得到同樣的行為。」工程師們說，這種新材料可用於醫學以支持脆弱的組織或工業中保護有價值的感測器。也可用於軟和生物啟發的機器人或可重構和可穿戴的電子產品。愛荷華州立大學研究基金會正在為這些材料申請專利，並且可以申請許可證。

Bartlett說：「這種材料的設備可以伸縮到一定的負荷。但如果你繼續強調，彈性體會變硬，停止或減緩這些應力。」工程師們說，這就是他們如何在他們的新型智能材料添加肌肉的。

原文來自phys，原文題目為Engineers develop smart material that changes stiffness when twisted or bent，由材料科技在線匯總整理。

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