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熱脹冷縮是一種幾乎人盡皆知的物理現(xiàn)象，大多數(shù)固體材料就是這樣的，遇到溫度升高則會發(fā)生熱膨，當(dāng)溫度下降時就會收縮。來自美國LLNL實驗室、南加州大學(xué)、MIT和洛杉磯加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家，開發(fā)了一種特殊的3D打印超輕材料，這種輕質(zhì)材料由迷你網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在很大的溫度范圍內(nèi)它可以從三個笛卡爾方向上進(jìn)行收縮。
圖片來源：3ders
這種3D打印材料能夠遇熱收縮的秘密就藏在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，這些金字塔形狀的網(wǎng)格由雙材料構(gòu)成，它們是通過投影式微光刻3D打印技術(shù)和聚合物以及聚合物/銅復(fù)合材料制造而成的。網(wǎng)格的支柱是一種具有更高熱膨脹性能的材料，網(wǎng)格的外部框架則由低膨脹性能的材料構(gòu)成，當(dāng)溫度上升的時候支柱發(fā)生的膨脹會大于外部框架，此時網(wǎng)格中的每個連接點會向內(nèi)拉，迫使支柱發(fā)生折疊，進(jìn)而使全部網(wǎng)格都向內(nèi)拉，最終使材料出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。當(dāng)然，通過改變網(wǎng)格的幾何形狀和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，科學(xué)家也可以制造出正向熱膨脹或者遇熱不發(fā)生膨脹的材料。
圖片來源：3ders
科研團(tuán)隊表示，在機(jī)械制造中某些裝置的零件在受熱時會變得不準(zhǔn)確，3D打印的材料可以被用來抵消這種失調(diào)。這種材料還可以用作牙科填料，解決人們吃熱食品時填料發(fā)生移動的問題，以及用來填補橋梁或建筑物的小縫隙，或者用于原子力顯微鏡這樣的精密設(shè)備。
這個材料研究項目是美國國防部高級研究項目局國防科學(xué)辦公室的五年計劃的一部分，該計劃主要是研究具有可控微觀結(jié)構(gòu)的材料，下一階段是制造可以解決類似問題的零熱膨脹材料。
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