反常材料受壓時會膨脹

反常材料可能會在受壓時膨脹

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稱之為事物的逆向心理學。想象一下,當您坐在靠墊上時,它會膨脹而不是壓縮。或者一根橡皮筋,當您拉伸它時,它會收縮而不是伸長。如果西北大學的兩位物理學家是對的,科學家們可能很快就能製造出具有如此令人難以置信的特性的材料。

兩位研究人員 Adilson Motter 和 Zachary Nicolaou 在五月份發表在Nature Materials上的線上論文中描述了他們的提議。(大眾科學 是自然出版集團的一部分。)他們展示了這種不尋常的響應,稱為負壓縮性,理論上可以透過將正確的構建塊組合成“超材料”來產生——超材料的行為不是由其化學或分子組成決定,而是由其較大尺度上的圖案決定。

這種材料的分子就像彈簧盒中的彈簧:當稍微壓縮時,它們會過渡到膨脹狀態。正如將彈簧盒彈簧放回盒子中需要力氣一樣,這些材料也需要能量才能恢復到原始狀態。負壓縮材料可以透過像樂高積木一樣堆疊許多這樣的彈簧狀分子(或與之等效的東西)來構建。“構建這種材料所需的一切都已存在,”Motter 說,儘管沒有人進行實際工程來構建它。


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這種材料有什麼用呢?Motter 指出,最有希望的應用可能是在感測器和執行器中,在這些應用中,材料可以透過膨脹或收縮來放大力,或者在安全裝置(如安全帶)中。不過,就目前而言,他說,這個想法只是一個好奇心。

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