在超材料設(shè)計領(lǐng)域，游戲規(guī)則一直是“越強(qiáng)越好”。

　　超材料是一類具有微觀結(jié)構(gòu)的合成材料，其賦予整體材料卓越的性能。過去，研發(fā)重點大多放在設(shè)計比傳統(tǒng)超材料更堅固、更堅硬的產(chǎn)品上。然而，這里存在一個矛盾點：材料越硬，柔韌性往往就越差。

　　如今，麻省理工學(xué)院的工程師們成功找到了一種方法，能讓超材料既堅固又有彈性。通常情況下，基礎(chǔ)材料高度剛性且易碎，但通過以精確、復(fù)雜的圖案進(jìn)行印刷，就能形成兼具堅固性與柔韌性的結(jié)構(gòu)。

　　這種新材料的雙重特性關(guān)鍵在于其結(jié)合了堅硬的微觀支撐結(jié)構(gòu)和柔軟的編織架構(gòu)。這種微觀的“雙重網(wǎng)絡(luò)”是通過一種類似有機(jī)玻璃的聚合物打印而成，能夠制造出一種材料，使其在不完全斷裂的情況下可以拉伸至其原始尺寸的四倍以上。相比之下，其他形式的聚合物幾乎沒有伸展性，一旦出現(xiàn)裂痕就會很容易碎裂。

　　研究人員表示，這種新的雙網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可應(yīng)用于其他材料，比如制造彈性陶瓷、玻璃和金屬。這種堅韌且可彎曲的材料，能用于制作抗撕裂紡織品、柔性半導(dǎo)體、電子芯片封裝，還能制成耐用且適配性好的支架，用于培養(yǎng)細(xì)胞以進(jìn)行組織修復(fù)。

　　“我們正在為超材料開拓新的領(lǐng)域，”麻省理工學(xué)院副教授 Carlos Portela 說道，“你可以打印雙網(wǎng)金屬或陶瓷，這樣能獲得諸多優(yōu)勢，因為破壞它們需要消耗更多能量，而且它們的拉伸性能也要好得多。”

　　Portela 及其同事于近日在 Nature Materials 雜志上發(fā)表了這一研究成果。其他作者包括 James Utama Surjadi，以及 Bastien Aymon 和 Molly Carton。

　　靈感源自水凝膠:

　　與其他研究小組一樣，Portela 和他的同事通常會使用類似有機(jī)玻璃和陶瓷的傳統(tǒng)聚合物，采用打印或納米加工微觀晶格的方式來設(shè)計超材料。他們打印的特定圖案或結(jié)構(gòu)，能賦予最終的超材料非凡的強(qiáng)度和抗沖擊性。

　　幾年前，Portela 突發(fā)奇想，超材料能否由本身剛性的材料制成，但通過某種圖案設(shè)計，使其變得更柔軟、更具彈性呢?

　　“我們意識到，超材料領(lǐng)域此前并未真正嘗試在軟物質(zhì)領(lǐng)域發(fā)揮影響，”他說，“到目前為止，大家都在尋找盡可能堅硬、最堅固的材料。”

　　于是，他開始探尋合成更柔軟、更有彈性超材料的方法。他和團(tuán)隊沒有像傳統(tǒng)基于晶格的超...

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