一种受锁子甲启发而来的材料，当受到压力时，其属性会从柔性变为硬性。据该团队在《自然》杂志上报告，加州理工学院的基娅拉·达拉奥及其同事开发的这种织物，其硬度可以比原始状态高出 25 倍以上。
研究人员用空心八面体亚单元构建了它，这些亚单元相互连锁但能够相互移动。其特殊属性基于一种称为“阻塞”的过程。当对材料施加压力时，八面体元件变得不可移动。该织物的表现就好像它突然变成了一个固体。同样，锁子甲具有高拉伸强度以保护战士，但能够贴合身体。
这种结构化材料——可以根据需要成型，并且可以根据命令固化和松散的材料——对许多技术应用都具有吸引力。例如，它们可以用作临时建筑物或桥梁的易于运输的建筑材料。
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达拉奥和她的团队用由支柱制成的三维“粒子”建造了这种织物，这些支柱形成八面体笼，每个笼子都与其最近的邻居互锁。相邻的八面体相互旋转 90 度，并在角上连接。为了给材料施加压力，研究人员将其装在一个塑料袋中，从中抽出空气，使结构上的压力对应于外部压力和内部压力之间的差异。然后，他们将织物暴露在零到 93 千帕的压力下，以观察其变化的特性。
事实上，阻塞对颗粒材料甚至蛋黄酱都有众所周知的和广泛使用的影响。例如，当你通过漏斗倒入米饭时，就会发生这种情况。如果你倒得太快，谷物就会阻塞并堵塞通道。沙子在压力下会变硬，也表现出类似的行为。然而，谷物和类似锁子甲的织物之间存在根本的区别。虽然谷物只有在受到约束时才会表现出阻塞，但由互锁组件制成的织物在其他应力下（例如，弯曲或拉伸时）也可以固化。
该小组使用计算机模拟，检查了阻塞如何在织物中单个组件的层面上发生，以及哪些因素影响这些机械性能。此外，研究人员还用不同形状的构建块构建了类似的织物。这些材料包含经典锁子甲的环，但也包含具有不同角度或较少横向支柱的八面体。该团队在这些织物中发现了一个一致的特性：它们在应力下变硬的程度完全取决于多形状元件平均彼此接触的次数——而与确切的结构无关。
这种类似锁子甲的材料的特性可能仍然有一些令人惊讶之处。法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的材料研究员洛朗·奥尔热亚斯在《自然》杂志的一篇评论中指出，达拉奥小组的测量结果显示了应力下非线性行为的迹象，这表明了不寻常的材料特性。此外，织物作为一个整体保持相当平坦的形状。同样值得研究的是三维结构的锁子甲结构。一个想法可能包括一种“智能”材料，当施加电流或热量时会改变形状。
本文最初发表于《Spektrum der Wissenschaft》，经许可转载。