研究透视：Naure-可调力学性能的结构化织物

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智能织物是一种可穿戴材料，可以感知和响应环境刺激，改变其特性或测量数据并将数据传递给外部记录设备。经过设计构成材料及其几何形状，可以实现所需的特性，如高抗冲击性、热调节或导电性。今日，加州理工学院Chiara Daraio团队在Nature上发文，开发了一种由排列成分层链甲三维颗粒组成的，具有可调弯曲模量的结构化织物。链甲形状复杂，但当在它们的边界上施加压力时，颗粒互锁，且链甲阻塞。在小外部压力（约93千帕）下，这种片材变得比松弛状态下坚硬25倍以上。这种抗弯强度的显著增加是因为互锁颗粒具有高抗拉强度。

图为链甲式结构化织物的设计和模型。（图源：Nature）

图为可变压力下的织物弯曲和拉伸试验。（图源：Nature）

图为在不同约束压力下，通过模拟获得的微观结构信息。（图源：Nature）

下图为形状可重构性、可调抗冲击性和应用。（图源：Nature）

颗粒状颗粒或层状结构的聚集，在阻塞（jamming）过程中，其机械性能会发生变化。阻塞相变，不像普通材料中的那样依赖于温度变化，由颗粒物质中的局部几何约束来控制。阻塞转变，使无序颗粒系统，可以在具有类流体塑性的变形，和具有类固体刚性的变形之间进行可逆切换，并伴随着堆积分数的变化。阻塞已被用于制造具有自适应机械特性的智能材料。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03698-7

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03698-7

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/9LFOFbNUUu9Zk55UwPpUgA

本文译自“Nature”。

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