反常材料受压时会膨胀

反常材料可能会在受压时膨胀

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称之为事物的逆向心理学。想象一下,当您坐在靠垫上时,它会膨胀而不是压缩。或者一根橡皮筋,当您拉伸它时,它会收缩而不是伸长。如果西北大学的两位物理学家是对的,科学家们可能很快就能制造出具有如此令人难以置信的特性的材料。

两位研究人员 Adilson Motter 和 Zachary Nicolaou 在五月份发表在Nature Materials上的在线论文中描述了他们的提议。(大众科学 是自然出版集团的一部分。)他们展示了这种不寻常的响应,称为负压缩性,理论上可以通过将正确的构建块组合成“超材料”来产生——超材料的行为不是由其化学或分子组成决定,而是由其较大尺度上的图案决定。

这种材料的分子就像弹簧盒中的弹簧:当稍微压缩时,它们会过渡到膨胀状态。正如将弹簧盒弹簧放回盒子中需要力气一样,这些材料也需要能量才能恢复到原始状态。负压缩材料可以通过像乐高积木一样堆叠许多这样的弹簧状分子(或与之等效的东西)来构建。“构建这种材料所需的一切都已存在,”Motter 说,尽管没有人进行实际工程来构建它。


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这种材料有什么用呢?Motter 指出,最有希望的应用可能是在传感器和执行器中,在这些应用中,材料可以通过膨胀或收缩来放大力,或者在安全设备(如安全带)中。不过,就目前而言,他说,这个想法只是一个好奇心。

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