麻省理工和东北大学借鉴自然界网络，设计出更强韧的超材料

据MIT Advanced Manufacturing发布的信息：

背景

几十年来，合成超材料的设计通常采用单一建筑模块即所谓的单胞，通过复制和粘贴来形成精确的周期性微观结构。虽然这种有序的方法提升了整体性能，但它有一个重大缺陷：一旦某个区域出现裂纹，周围相同的单胞就会迅速屈曲，导致整个结构崩溃。

细节

为了克服这一局限，麻省理工学院和东北大学的研究团队将目光投向了通常用于研究互联网或神经连接等复杂系统的网络科学。研究人员利用专门的算法，生成了一个由大小和厚度各异的相交支撑梁组成的物理网络，模仿了自然界中的网状结构。通过将这些图案3D打印成聚合物样品，他们创造出了多尺度超材料，从而避免了有序结构中常见的局部失效效应。

影响

物理测试表明，这些受网络启发的材料具有可控的刚度范围，能更有效地抵抗突发冲击，并能成功缓冲易碎物品。这一设计框架为下一代防护装备、吸能结构以及控制振动的专用材料打开了大门。