這張圖片展示了模擬骨骼和珠母貝的磚瓦加水泥樣式,圖中的背景則是在大多數(shù)軟體動物殼里發(fā)現(xiàn)的真實的珠母
貝。
北京時間6月20日消息,國外媒體報道,除了現(xiàn)存的納米管,近日科學家又研發(fā)了一種新型的未來建筑材料,它的起源可能讓你驚訝不已。由美國麻省理工學院的研究人員研發(fā)的最新高科技復合材料的靈感來自于人類骨骼。它們只需要通過一臺3D打印機在數(shù)小時時間內(nèi)就能產(chǎn)生。
這種最新材料因其耐用性、低密度和環(huán)境可持續(xù)性的組成成分而聞名,它的強度來自于類似骨骼的結構。真正的骨骼具有復雜的分層結構,這多虧了兩大塊主要的構建模塊,膠原蛋白和羥磷灰石礦物質。
麻省理工學院研發(fā)的最新材料復制了這種分層模式,它是在電化學反應的幫助下在骨骼里產(chǎn)生的。這樣的反應在實驗室環(huán)境下很難復制,但利用3D打印機,研究人員能夠成功的復制這種抗斷裂的結構。
在顯微鏡下,這種研究人員創(chuàng)造的合成材料看起來像錯列的磚瓦加水泥墻。柔軟的黑色聚合物相當于水泥,模擬膠原質——骨骼可伸縮的緩沖墊——的作用。而堅硬的藍色聚合物則形成了磚瓦,起著羥磷灰石的作用,也就是骨骼強壯但易脆的框架。
正如膠原質和羥磷灰石能夠幫助骨骼承受斷裂,主要是通過消散能量和將破損分散至較大部分區(qū)域,這種實驗室合成的材料也能做到這一點。事實上,這種材料被證明比骨骼還要強壯。
“我們用在這種人工材料上的幾何樣式是基于在自然材料中發(fā)現(xiàn)的樣式,例如骨骼或者珠母貝,但還包括一些自然界不存在的新型設計,”這項研究的主要科研作者馬庫斯·比埃勒(MarkusBuehler)這樣說道。
“作為工程師,我們不再將關注點只限于自然樣式,我們能夠設計自己的樣式,后者可能會比已經(jīng)存在的樣式性能效果更優(yōu)。”這種3D打印骨骼材料比任何組成部分的抗斷裂性要強22倍,這從實驗室合成的復合材料的角度看,是一個非常不錯的結果。
研究人員認為,3D打印超級強大的超材料的過程既是可能的,也比傳統(tǒng)的制造方式的成本效益要更優(yōu)。比埃勒希望有一天,像在麻省理工學院實驗室創(chuàng)造的這種最優(yōu)材料將形成整棟建筑的基礎。“各種可能性似乎是無止境的,”比埃勒說道。“我們正在不斷突破能夠打印的幾何特征和材料組合種類的極限。”下一篇我們將介紹:科學家成功研發(fā)出世界首個3D打印電池,更多3d打印資訊請關注納金網(wǎng)http://www.narkii.com/