【据美国麻省理工学院网站2016年10月25日报道】由美国麻省理工学院(MIT)力学工程系副教授Nicholas X. Fang领导的研究团队利用3D打印技术制造出了一种受热收缩结构,该结构为星形刚架结构,尺寸为方糖大小,在加热到282℃左右会快速收缩。研究人员认为这种结构是一种“超材料”,可用于制造可长时间受热而不变形的结构。
1990年代中期,科学家提出了一种理论上的具有“负热膨胀”(NTE)性质的结构,原理是使用两种具有不同NTE系数的材料制成一种三维的格状结构,当受热时,由于两种材料的膨胀速度不同,从而导致整个结构收缩。Fang的实验室采用被称为光固化微立体造型(microstereolithography)的3D打印技术率先制成了这种结构,使用的两种材料是偏刚性的、膨胀慢的含铜材料和偏弹性的、膨胀快的聚合物,内部的梁采用弹性材料制成,外部的桁架采用刚性材料制成。虽然结构受热后只收缩了0.6%,但结果也非常引入注目。研究团队还开发了一个计算机模型,通过调整结构内部梁的尺寸和相对刚度来控制整个结构的收缩量。
研究团队已经将研究成果在《物理评论杂志》上发表,团队成员包括:MIT博士后QI GE、南加州大学的Qiming Wang、加州大学洛杉矶分校的Jonthan Hopkins、以及劳伦斯利物摩尔国家实验室(LLNL)的Julie Jackson和Christopher Spadaccini。该研究还得到了美国DARPA的部分资助。