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    新材料可在拉伸时膨胀:成本低易制造 应用前景广阔!

    近日,《自然通讯》(Nature Communications)期刊上发表了一项有关新材料的研究的详情。原标题为《Coincident molecular auxeticity and negative order parameter in a liquid crystal elastomer》。


    新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。


    材料在拉伸时变薄、变细,是一个被人们普遍接受的共识。但利兹大学的研究团队,却颠覆了我们的现有认识。由 Devesh Mistry 博士带领的该团队,新发明了一种新型合成材料 —— 当被拉伸的时候,它竟然会变得更厚!据《自然通讯》上发表的论文指出,这是少数表现出“拉胀”(Auxetics)特性的材料之一。



    拉胀材料能在不同方向的拉伸时扩展,而不是收缩。



    研究人员将这种奇特的材料,称作“无孔型液晶弹性体”。挡在水平面上拉伸时,它可以变得更厚。与橡胶、甚至钢材等传统材料不同,它不会因为拉伸而变弱,所以非常擅长吸收能量。

    研究配图 - 1:其被称作“液晶弹性体”(Liquid Crystal Elastomer)



    Mistry 博士在一份声明中称:“拉胀材料在能量吸收和抗断裂方面表现出众,其有许多潜在的应用,包括防弹衣、建筑、医疗设备等。我们已经提交了一项专利,并正与业界讨论下一步运用”。


    研究配图 - 3:材料体积守恒与微观结构应变。


    尽管尚未对新材料命名,但其前景已经相当令人兴奋。此前,拉胀材料的生产难度和制造成本一直居高不下,但这种新型 LCE 材料更易于生产、且比工程材料更加可靠。




    研究配图 - 6:该 LCE 材料的变形模型
                                                                                                                                
    世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长,化工新材料、微电子、光电子、新能源成了研究最活跃、发展最快、最为投资者所看好的新材料领域,材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一,也促进了技术的发展和产业的升级。


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