據(jù)國外媒體報(bào)道，除了現(xiàn)存的納米管，近日科學(xué)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(xué)院的研究人員研發(fā)的最新高科技復(fù)合材料的靈感來自于人類骨骼。它們只需要通過一臺(tái)3D打印機(jī)在數(shù)小時(shí)時(shí)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(qiáng)度來自于類似骨骼的結(jié)構(gòu)。真正的骨骼具有復(fù)雜的分層結(jié)構(gòu)，這多虧了兩大塊主要的構(gòu)建模塊，膠原蛋白和羥磷灰石礦物質(zhì)。
麻省理工學(xué)院研發(fā)的最新材料復(fù)制了這種分層模式，它是在電化學(xué)反應(yīng)的幫助下在骨骼里產(chǎn)生的。這樣的反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下很難復(fù)制，但利用3D打印機(jī)，研究人員能夠成功的復(fù)制這種抗斷裂的結(jié)構(gòu)。
在顯微鏡下，這種研究人員創(chuàng)造的合成材料看起來像錯(cuò)列的磚瓦加水泥墻。柔軟的黑色聚合物相當(dāng)于水泥，模擬膠原質(zhì)——骨骼可伸縮的緩沖墊——的作用。而堅(jiān)硬的藍(lán)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(qiáng)壯但易脆的框架。
正如膠原質(zhì)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(shí)驗(yàn)室合成的材料也能做到這一點(diǎn)。事實(shí)上，這種材料被證明比骨骼還要強(qiáng)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(shè)計(jì)，;這項(xiàng)研究的主要科研作者馬庫斯·比埃勒(Markus Buehler)這樣說道。
作為工程師，我們不再將關(guān)注點(diǎn)只限于自然樣式，我們能夠設(shè)計(jì)自己的樣式，后者可能會(huì)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(qiáng)22倍，這從實(shí)驗(yàn)室合成的復(fù)合材料的角度看，是一個(gè)非常不錯(cuò)的結(jié)果。
研究人員認(rèn)為，3D打印超級(jí)強(qiáng)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(xué)院實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的這種最優(yōu)材料將形成整棟建筑的基礎(chǔ)。;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。
