强度更高,重量更轻:用3D打印技术升级材料性能
2018-05-09钟丽君
中国纤检 2018年4期
文/钟丽君
美国莱斯大学的工程师试图采用3D打印技术将目前市面上存在的材料转变为韧性强劲、轻巧耐用的复合折叠结构的新型材料。
这种参照计算机算法设计的渗透结构被称为“施瓦兹结构”。莱斯大学研究人员发现,他们可把数据从设计程序中发送给打印机,并以此做出聚合物模型并用于测试,旨在致力于造出既不大量消耗材料同时又具备延展性和压缩性的材料。
美国《高级材料》学术期刊将“施瓦兹结构”的新型材料测试结果称作一种艺术杰作,因为未来它很可能用于纳米级电子设备、催化剂、分子筛和电池成分等微观类别中,在宏观上也可用于高承重、抗冲击建筑、汽车和飞机行业。研究学者预测,未来采用3D打印技术也许能完整打印出一幢用施瓦兹结构“砖头”砌成的大楼。
1880年,德国科学家赫尔曼·施瓦兹提出施瓦兹结构并给其命名,由此启发了大量有机和无机结构及材料的产生。莱斯大学诺贝尔奖得主巴克敏斯特·富勒的发现让科学家界获得灵感并把研究视角从二维扩大到三维。

这些结构一直处于理论阶段直到3D打印机第一次提供了切实可行的打印方法。莱斯大学实验室材料科学家普林克科尔与巴西坎皮纳斯州立大学专家圣保罗合作,通过分子动力学模拟然后将结果打印在聚合物形状中,进一步证实了施瓦兹自下而上的结构。
早前有过著名研究,即海贝如何在极端压强下通过转换压力保护其软体。……
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