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熱脹冷縮是一種幾乎人盡皆知的物理現(xiàn)象，大多數(shù)固體材料就是這樣的，遇到溫度升高則會(huì)發(fā)生熱膨，當(dāng)溫度下降時(shí)就會(huì)收縮。來(lái)自美國(guó)LLNL實(shí)驗(yàn)室、南加州大學(xué)、MIT和洛杉磯加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家，開(kāi)發(fā)了一種特殊的3D打印超輕材料，這種輕質(zhì)材料由迷你網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在很大的溫度范圍內(nèi)它可以從三個(gè)笛卡爾方向上進(jìn)行收縮。
圖片來(lái)源：3ders
這種3D打印材料能夠遇熱收縮的秘密就藏在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，這些金字塔形狀的網(wǎng)格由雙材料構(gòu)成，它們是通過(guò)投影式微光刻3D打印技術(shù)和聚合物以及聚合物/銅復(fù)合材料制造而成的。網(wǎng)格的支柱是一種具有更高熱膨脹性能的材料，網(wǎng)格的外部框架則由低膨脹性能的材料構(gòu)成，當(dāng)溫度上升的時(shí)候支柱發(fā)生的膨脹會(huì)大于外部框架，此時(shí)網(wǎng)格中的每個(gè)連接點(diǎn)會(huì)向內(nèi)拉，迫使支柱發(fā)生折疊，進(jìn)而使全部網(wǎng)格都向內(nèi)拉，最終使材料出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。當(dāng)然，通過(guò)改變網(wǎng)格的幾何形狀和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，科學(xué)家也可以制造出正向熱膨脹或者遇熱不發(fā)生膨脹的材料。
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科研團(tuán)隊(duì)表示，在機(jī)械制造中某些裝置的零件在受熱時(shí)會(huì)變得不準(zhǔn)確，3D打印的材料可以被用來(lái)抵消這種失調(diào)。這種材料還可以用作牙科填料，解決人們吃熱食品時(shí)填料發(fā)生移動(dòng)的問(wèn)題，以及用來(lái)填補(bǔ)橋梁或建筑物的小縫隙，或者用于原子力顯微鏡這樣的精密設(shè)備。
這個(gè)材料研究項(xiàng)目是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究項(xiàng)目局國(guó)防科學(xué)辦公室的五年計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃主要是研究具有可控微觀結(jié)構(gòu)的材料，下一階段是制造可以解決類(lèi)似問(wèn)題的零熱膨脹材料。
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