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熱脹冷縮是一種幾乎人盡皆知的物理現象，大多數固體材料就是這樣的，遇到溫度升高則會(huì )發(fā)生熱膨，當溫度下降時(shí)就會(huì )收縮。來(lái)自美國LLNL實(shí)驗室、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)格結構構成，在很大的溫度范圍內它可以從三個(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)格結構中，這些金字塔形狀的網(wǎng)格由雙材料構成，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成，當溫度上升的時(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 )向內拉，迫使支柱發(fā)生折疊，進(jìn)而使全部網(wǎng)格都向內拉，最終使材料出現收縮現象。當然，通過(guò)改變網(wǎng)格的幾何形狀和拓撲結構，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。
圖片來(lái)源：3ders
科研團隊表示，在機械制造中某些裝置的零件在受熱時(shí)會(huì )變得不準確，3D打印的材料可以被用來(lái)抵消這種失調。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備。
這個(gè)材料研究項目是美國國防部高級研究項目局國防科學(xué)辦公室的五年計劃的一部分，該計劃主要是研究具有可控微觀(guān)結構的材料，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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