科學家團隊打造橡膠「外骨骼」 讓液態金屬結構保持其形狀

據外媒New Atlas報導,想像一下,如果有一種金屬裝置,可以被壓縮成一個緊湊的球狀,並在加熱時自動 「綻放 」出有用的形態。而現在一種新開發的液態金屬晶格有望使其很快成為可能。在紐約州立大學賓漢姆頓分校副教授Pu Zhang的帶領下,一個科學家團隊透過3D列印出一種被稱為菲爾德合金的現有金屬,開始了網格型結構的研究。

這種合金以其發明者、化學家西蒙‧庫倫‧菲爾德(Simon Quellen Field)的名字命名,由鉍、銦和錫的混合物組成。它在加熱到62°C (144°F)時也會熔化,但冷卻後會重新凝固。利用真空鑄造和保形塗層技術的組合,這些合金格子隨後被覆蓋了一層橡膠。只要環境溫度保持在62度以下,所得到的結構就會保持剛性。

然而,一旦加熱到該溫度以上,合金就會熔化,但仍被包含在橡膠外殼中。在這種可塑性形式下,結構可以被壓平或變形。如果在合金冷卻和重新硬化的同時保持這種形狀,它們將無限期地保持這種改變後的形狀。

科學家團隊打造橡膠「外骨骼」 讓液態金屬結構保持其形狀但是,當被重新加熱到62度以上時,合金再次熔化。就像橡膠玩具被壓扁後會彈回原來的形狀一樣,格子板的橡膠殼也同樣能夠恢復到原來的形狀,將液態金屬拉回原位。當它們冷卻後,合金再次硬化成 「合適」的形狀。

到目前為止,該團隊已經利用該技術製造出了蜘蛛網狀的天線、足球、蜂巢、甚至是像魔鬼終結者2一樣的手,隨著合金的熔化而打開。可以想像,這種晶格還可能被用於航太飛行器的起落架等應用,它可以透過彎曲吸收碰撞能量,但經過加熱和冷卻後又會恢復到原來的形狀。

「通常情況下,工程師們會使用鋁或鋼來製作緩衝結構,但當你在月球上著陸後,金屬會吸收能量並變形。那就完了--你只能用一次,」Pu Zhang說。「」使用這種菲爾德合金,你可以像其他金屬一樣撞上它,但以後再加熱它,就可以恢復它的形狀。你可以一次又一次地使用它。"

這項研究在最近發表在《 Additive Manufacturing》雜誌上的一篇論文中進行了描述。

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