
據美國空軍研究實驗室報導,軍事科學家已經開發出了一種類似於“終結者”的液態金屬,可以像好萊塢電影一樣自動改變結構。
科學家開發了可拉伸電子產品的液態金屬系統-可以彎曲,折疊,弄皺和拉伸-是下一代軍事設備的主要研究領域。
導電材料在拉緊或拉伸時會改變其性能。通常,隨著拉伸,電導率降低而電阻增加。
空軍研究實驗室(AFRL)科學家最近開發的稱為聚合液態金屬網絡的材料卻恰恰相反。這些液態金屬網絡可承受高達700%的應變,自動響應該應變,以使這兩個狀態之間的電阻幾乎保持不變,並仍返回其原始狀態。都是由於材料內的自組織奈米結構自動執行了這些響應。
AFRL項目首席研究員克里斯托弗·塔博爾(Christopher Tabor)博士說:“這種對拉伸的反應與您所期望的完全相反。” “通常情況下,材料會因為拉伸而增加電阻,這僅僅是因為電流必須通過更多的材料。在我們了解發生了什麼之前,對這些液態金屬系統進行試驗並看到相反的響應是完全出乎意料的,而且坦率地令人難以置信。
在這些不同種類的機械條件下保持其性能的電線具有許多應用,例如下一代可穿戴電子設備。例如,該材料可以整合到長袖服裝中,並用於通過襯衫傳遞能量並在整個身體範圍內傳遞能量,而彎曲肘部或旋轉肩膀不會改變傳遞的能量。
AFRL研究人員還以類似於加熱手套的形狀係數評估了材料的加熱性能。他們通過持續的手指運動來測量熱響應,並在恆定的施加電壓下保持接近恆定的溫度,這與當前的最新可拉伸加熱器不同,因為電阻變化導致應變時應變,該加熱器會損失大量的熱能。
該項目始於去年,由空軍科研辦公室在AFRL進行基礎研究開發。與私營公司和大學合作,目前正在探索它的進一步發展。與公司合作進行合作研究是有益的,因為它們會採用在實驗室中運行良好的早期系統,並對它們進行優化以擴大規模。在這種情況下,它們將使這些材料集成到紡織品中,從而可以監測和增強人類的績效。
研究人員首先將單個液態金屬顆粒封裝在一個類似於水氣球體的裡面。然後,通過聚合過程將每個粒子化學束縛在下一個粒子上,類似於將鏈接添加到鏈中。以這種方式,所有粒子相互連接。
隨著連接的液態金屬顆粒的拉緊,這些顆粒會撕裂,液態金屬會溢出。連接形式使系統既具有導電性又具有固有的可拉伸性。在第一次拉伸之後的每個拉伸循環中,電導率增加並恢復正常。最重要的是,在10,000次循環後沒有發現疲勞。
AFRL材料與製造部研究化學家,《期刊》文章的主要作者卡爾·特拉斯納上尉說:“聚合液態金屬網絡的發現非常適合可伸縮的功率傳輸,傳感和電路。” “通過該技術,人機接口系統將能夠連續運行,減輕重量並提供更多動力。”
他補充說:“我們認為這對於許多應用程序來說確實令人興奮。” “這是當今市場上沒有的東西,因此我們很高興將其介紹給全世界並廣為傳播。”
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魔鬼終結者又回來了,這種應用好科幻喔!