炭黑产业网据世界橡胶展消息，国马萨诸塞大学阿默斯特分校(UMass Amherst)，一个研究小组最近宣布，他们设计了一种新的橡胶状固体物质，具有令人惊讶的品质。该研究已发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。
该研究的主要作者梁旭东目前是哈尔滨工业大学深圳校区 (HITSZ) 的教授，他在 UMass Amherst 的博士后期间完成了这项研究。
具有嵌入磁铁的弹性材料，其磁极用红色和蓝色进行颜色编码。将磁铁定向在不同的方向会改变超材料的响应。图片来源：阿默斯特分校。
该物质具有吸收和释放大量能量的潜力，并且可以进行编程。这种新材料具有广泛的应用前景，从允许机器人在不使用额外能量的情况下获得更大的动力，到可以更快地消散能量的新型头盔和安全材料。
马萨诸塞大学阿默斯特分校聚合物科学与工程教授Alfred Crosby指出，想象一根橡皮筋，你把它拉回来，当你放开它时，它飞过房间。现在想象一个超级橡皮筋。当你将其拉伸超过某个点时，会激活存储在材料中的额外能量。当你松开这个橡皮筋时，它会飞一英里。
这个假想的橡皮筋由一种新的超材料组成——一种被设计成具有天然材料中没有的特性的物质——它集成了一种弹性和橡胶状的物质，其中固定有小磁铁。
这种新的所谓“弹磁”材料利用称为相移的物理特性来显着放大材料可以释放或吸收的能量。
当材料从一种状态转移到另一种状态时，就会发生相移：想象水变成蒸汽或液体混凝土硬化成人行道。每当发现材料相发生变化时，能量要么被释放，要么被吸收。
相移不仅限于液态、固态和气态之间的变化——甚至可能发生从一种固相到另一种固相的转变。可以利用释放能量的相移作为电源。然而，获得足够的能量一直是最难的部分。
Crosby说，“为了放大能量释放或吸收，你必须在分子甚至原子水平上设计一个新结构。但是，这很难做到，甚至更难以可预测的方式做到。然而，我们已经克服了这些挑战，不仅制造了新材料，还开发了设计算法，使这些材料能够以特定的响应进行编程，使其具有可预测性。
研究人员从自然界中观察到的一些闪电般的快速反应中获得了灵感：捕蝇草和捕蝇草的快速关闭。
哈尔滨工业大学深圳校区梁旭东教授表示，我们已经把它提升到了一个新的水平。通过将微型磁铁嵌入弹性材料中，我们可以控制这种超材料的相变。由于相移是可预测和可重复的，我们可以对超材料进行设计，使其完全按照我们的意愿去做：要么吸收来自大冲击的能量，要么释放大量能量以进行爆炸性运动。
这项研究得到了美国陆军研究实验室和美国陆军研究办公室以及哈尔滨工业大学深圳校区 (HITSZ) 的资金支持，适用于任何需要闪电般快速响应或高强度冲击的场景。
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