北卡罗来纳州立大学的研究人员制造了一种由金属镓芯和弹性聚合物护套构成的新型纤维。纤维具有金属般的强度和良好的韧性。
据《科学进展》杂志2月22日报道，美国北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种结合了橡胶弹性与金属强度的新型纤维。这种强韧的纤维有望用于柔性机器人、包装材料或纺织品行业。论文通讯作者、北卡大学化学和生物分子工程教授Michael Dickey表示：“简言之，这种材料就像是橡皮筋和金属丝的叠加。橡皮筋可以在低拉力值下大幅度伸展。金属丝虽然能承受的拉力很高，但很容易断裂。新型纤维兼具了两种材料的优势。”
新型纤维主要由金属镓芯和弹性聚合物护套组成。当受到应力作用时，纤维体现出金属芯材的高强度。但金属断裂时，纤维也不会失效，聚合物护套可以吸收金属断裂产生的应变，并将应力转移回金属芯材。Dickey说：“当金属芯断裂时，它就会耗散能量，使纤维在伸长时继续吸收能量。当它被拉伸时，它不会直接断成两段，而是被持续拉伸，最长可达原始长度的7倍。并且，在拉伸过程中，还会诱导出新的断裂。通过内部断裂反复释放能量，可使纤维的性能保持稳定。人们对模仿皮肤韧性的工程材料很感兴趣，我们开发出的这种新型纤维，虽然其韧性已经超过了皮肤，但仍然像皮肤一样有弹性。”此外，通过熔回金属芯材，纤维还可以重复利用。
Dickey说：“我们使用金属镓来进行概念性工作。实际上纤维是可以通过变换芯材和壳材来调整机械性能或实现特殊功能的。目前，虽然新型纤维的研究还处于概念性工作阶段，但它在柔性机器人等领域已经展现出巨大的应用潜力。”
编译：德克斯特
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