研究人員開發新的超材料，為可彎曲、可拉伸的計算機芯片鋪平了道路

麻省理工學院的研究人員開發了一種制造材料的新技術，使它們變得柔韌，同時保持強度和一些剛度。

根據麻省理工學院新聞的報道，研究團隊通過使用結合了微觀支柱和編織架構的微觀雙網絡設計來實現了這一點。這種組合首先在類似有機玻璃的聚合物上進行了測試，這使得它在斷裂前可以拉伸四倍于其大小。然而，相同的技術可以應用于其他材料，如玻璃、陶瓷和金屬，將其可能性擴展到其他行業，如半導體。

這種超材料設計從微觀支柱和桁架中獲得強度，使其堅硬但易碎。然而，通過添加由纏繞線性支撐結構的線圈制成的線狀結構，聚合物材料能夠在失效前拉伸三倍于其尺寸，比僅使用基本晶格結構的材料多出十倍。

“我們正在為超材料開辟這個新領域，”麻省理工學院副教授 Carlos Portela 說，他是這項研究背后的團隊的一員。“你可以打印雙網金屬或陶瓷，你可以獲得很多這些好處，因為破壞它們需要更多的能量，而且它們的拉伸性要好得多。”

其增加柔韌性的秘訣來自格子框架內螺紋結構的打結和纏結。這使它能夠吸收更多的應力，并且當支柱上出現裂紋時，由于能量在材料中分布不均勻，它不太可能傳播。

“把這個編織的網絡想象成一團纏在格子上的意大利面條。當我們打破整體晶格網絡時，那些破損的部分隨之而來，現在所有這些意大利面都與晶格片糾纏在一起，“Portela 告訴麻省理工學院新聞。”這促進了編織纖維之間的更多糾纏，這意味著你有更多的摩擦和更多的能量耗散。”

您可以將這項新技術應用于半導體，使制造商能夠構建可以安裝在服裝和其他可穿戴配件上的柔性芯片。此外，研究團隊正在探索在結構中使用兩種不同的材料。一個例子是使用對溫度反應不同的聚合物，這樣材料在寒冷環境中變得更柔軟、更順應，而在高溫下變得更硬、更堅硬。

（圖片來源：Surjadi、Aymon、Carton 和 Portela / MIT News）