科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
美國(guó)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)與桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，成功改進(jìn)了一種名為“互鎖超表面”的新型連接技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)利用形狀記憶合金（如鎳鈦合金）作為基礎(chǔ)材料，與傳統(tǒng)的螺栓和黏合劑相比，顯著提升了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。該研究成果發(fā)表在最新一期《材料與設(shè)計(jì)》雜志上，被認(rèn)為將革新航空航天、機(jī)器人以及生物醫(yī)療設(shè)備制造中的機(jī)械設(shè)計(jì)。
據(jù)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)材料科學(xué)與工程系主任易卜拉欣·卡拉曼介紹，這種互鎖超表面可重新定義多個(gè)領(lǐng)域的連接方式。使用形狀記憶合金開發(fā)的互鎖超表面可根據(jù)需求選擇性地分離并再次結(jié)合，同時(shí)保持穩(wěn)定的連接強(qiáng)度和完整的結(jié)構(gòu)性能。
互鎖超表面的工作原理類似于樂(lè)高積木或魔術(shù)貼，通過(guò)力的傳遞和運(yùn)動(dòng)限制來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)物體之間的連接。過(guò)去這類連接方法是被動(dòng)的，需要外部力量才能完成組裝。然而，研究人員利用鎳鈦形狀記憶合金的獨(dú)特性質(zhì)（即能夠在溫度變化下恢復(fù)其原始形態(tài)），開發(fā)出一種能主動(dòng)控制連接狀態(tài)的技術(shù)。這不僅增加了結(jié)構(gòu)的靈活性和功能性，同時(shí)也保證不會(huì)犧牲原有的強(qiáng)度或穩(wěn)定性。
研究人員指出，這一創(chuàng)新性的有源互鎖超表面技術(shù)可能會(huì)對(duì)那些需要精確且可重復(fù)進(jìn)行組裝與拆卸操作的行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。例如，在航空航天領(lǐng)域，其可用來(lái)設(shè)計(jì)易于多次重組的部件；對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，則意味著能擁有更加靈活及適應(yīng)性強(qiáng)的關(guān)節(jié)，進(jìn)而提高整體性能；而在生物醫(yī)療領(lǐng)域，這種技術(shù)可用于制作能夠根據(jù)人體活動(dòng)及體溫自動(dòng)調(diào)整位置的人工植入物或假肢，為患者帶來(lái)更為舒適的體驗(yàn)。
