大米能做智能材料

美國《科學(xué)日報(bào)》網(wǎng)站4月4日文章，原題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大米的奇異特性，并將它們轉(zhuǎn)化為智能材料 近日，在一項(xiàng)發(fā)表在美國學(xué)術(shù)期刊《物質(zhì)》上的研究中，英國伯明翰大學(xué)牽頭的國際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，緊密堆積的米粒對其承受的不同速度的壓力作出截然不同的反應(yīng)：當(dāng)大米瞬間受到壓力時(shí)，它們會(huì)因變得更“脆弱”而散開；但在緩慢受壓時(shí)，它們卻因能抗壓而保持“堅(jiān)固”。科學(xué)家由此開發(fā)一種新型材料，不但可用于自動(dòng)調(diào)節(jié)硬度的“軟體機(jī)器人”，還能用于根據(jù)沖擊速度作出不同反應(yīng)的防護(hù)裝備。

研究團(tuán)隊(duì)將大米顆粒與沙子等材料混合在一起，得到一種復(fù)合顆粒材料，這種材料不需要電子元件、傳感器或主動(dòng)控制，就能在逐漸或突然受力時(shí)表現(xiàn)出彎曲、軟化或變硬等不同“行為”。

“我們的研究表明，大米能夠成為一類新型功能材料的基礎(chǔ)，”伯明翰大學(xué)博士劉明超（音）表示，“這種方法使我們能夠創(chuàng)造出新材料，它們會(huì)在緩慢運(yùn)動(dòng)和突然沖擊下彎曲、軟化或變硬：快速加壓觸發(fā)一種‘現(xiàn)象’，慢速則觸發(fā)另一種‘現(xiàn)象’。”

這些對外界壓力速度敏感的“超材料”有望推動(dòng)軟體機(jī)器人不斷取得新進(jìn)展，使它們比用傳統(tǒng)金屬設(shè)計(jì)的機(jī)器人更輕便、更安全、更具適應(yīng)性。此類機(jī)器人不但可以更有效地與人類協(xié)同配合，還能在極端環(huán)境中工作或執(zhí)行輔助醫(yī)療手術(shù)等精準(zhǔn)任務(wù)。

鑒于這種材料不需要電子元件、電源或傳感器，它們還可以用于能根據(jù)沖擊速度即時(shí)作出反應(yīng)的防護(hù)設(shè)備。在突然受力時(shí)，它們還能以可控的方式吸收能量或發(fā)生形變，從而幫助受保護(hù)對象降低受傷風(fēng)險(xiǎn)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，科研人員應(yīng)該在生活中見微知著，利用普通顆粒材料的固有力學(xué)特性，將它們設(shè)計(jì)成各種智能響應(yīng)系統(tǒng)。（王會(huì)聰譯）▲