一種受鎖子甲啟發而來的材料，當受到壓力時，其屬性會從柔性變為硬性。據該團隊在《自然》雜誌上報告，加州理工學院的基婭拉·達拉奧及其同事開發的這種織物，其硬度可以比原始狀態高出 25 倍以上。
研究人員用空心八面體亞單元構建了它，這些亞單元相互連鎖但能夠相互移動。其特殊屬性基於一種稱為“阻塞”的過程。當對材料施加壓力時，八面體元件變得不可移動。該織物的表現就好像它突然變成了一個固體。同樣，鎖子甲具有高拉伸強度以保護戰士，但能夠貼合身體。
這種結構化材料——可以根據需要成型，並且可以根據命令固化和鬆散的材料——對許多技術應用都具有吸引力。例如，它們可以用作臨時建築物或橋樑的易於運輸的建築材料。
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達拉奧和她的團隊用由支柱製成的三維“粒子”建造了這種織物，這些支柱形成八面體籠，每個籠子都與其最近的鄰居互鎖。相鄰的八面體相互旋轉 90 度，並在角上連線。為了給材料施加壓力，研究人員將其裝在一個塑膠袋中，從中抽出空氣，使結構上的壓力對應於外部壓力和內部壓力之間的差異。然後，他們將織物暴露在零到 93 千帕的壓力下，以觀察其變化的特性。
事實上，阻塞對顆粒材料甚至蛋黃醬都有眾所周知的和廣泛使用的影響。例如，當你透過漏斗倒入米飯時，就會發生這種情況。如果你倒得太快，穀物就會阻塞並堵塞通道。沙子在壓力下會變硬，也表現出類似的行為。然而，穀物和類似鎖子甲的織物之間存在根本的區別。雖然穀物只有在受到約束時才會表現出阻塞，但由互鎖元件製成的織物在其他應力下（例如，彎曲或拉伸時）也可以固化。
該小組使用計算機模擬，檢查了阻塞如何在織物中單個元件的層面上發生，以及哪些因素影響這些機械效能。此外，研究人員還用不同形狀的構建塊構建了類似的織物。這些材料包含經典鎖子甲的環，但也包含具有不同角度或較少橫向支柱的八面體。該團隊在這些織物中發現了一個一致的特性：它們在應力下變硬的程度完全取決於多形狀元件平均彼此接觸的次數——而與確切的結構無關。
這種類似鎖子甲的材料的特性可能仍然有一些令人驚訝之處。法國格勒諾布林阿爾卑斯大學的材料研究員洛朗·奧爾熱亞斯在《自然》雜誌的一篇評論中指出，達拉奧小組的測量結果顯示了應力下非線性行為的跡象，這表明了不尋常的材料特性。此外，織物作為一個整體保持相當平坦的形狀。同樣值得研究的是三維結構的鎖子甲結構。一個想法可能包括一種“智慧”材料，當施加電流或熱量時會改變形狀。
本文最初發表於《Spektrum der Wissenschaft》，經許可轉載。