哈佛大学Nature：可编程智能超流体！ – 质料牛

2024-05-05 03:56:40 [百科] 来源：扇枕温席网

一、哈佛【迷信布景】

对于功能增强质料的大学谋求导致了超质料的泛起。超质料是可编一种家养妄想的质料，其功能由其妄想而非成份抉择。程智超质料可能残缺做作界中不存在的超牛物理天气，如负折射率、流体欠缺透镜以及隐身斗篷等。质料传统上，哈佛超质料的大学构件是在晶格妄想中按牢靠位置部署的，即大部份超质料均为固体。可编与固体超质料差距，程智超流体具备配合的超牛行动能耐，可能顺应其容器的流体形态，而无需对于其组成元素妨碍精确部署。质料这种质料的哈佛妄想理念是经由在流体中混合特定的妄想单元（如高度可变形的球形胶囊）来实现新的物理特色以及功能。

二、【立异下场】

受这些最新妨碍的开辟，哈佛大学Katia Bertoldi教授、Benjamin Gorissen教授等人在Nature宣告了题为“Shell buckling for progra妹妹able metafluids”的论文。钻研表明，经由将高度可变形的球形胶囊混合到不可缩短的流体中，实现具备可编程的缩短性、光学行动以及粘度的“超流体”。首先，钻研职员经由试验以及数值合计证实，壳体的愚昧使流体具备高度非线性行动。随后钻研职员运用这种行动开拓了智能机械人零星、高度可调的逻辑门以及具备可切换特色的光学元件，最后证明了愚昧时壳体的坍塌导致层流形态下悬浮液粘度的大幅削减。因此，所提出的超流体提供了一个颇有前途的平台，用于经由扩展流体自己的能耐来增强现有流体配置装备部署的功能。这种新型超流体的多功能性为制备智能质料以及微纳米器件提供了新思绪。

首先，钻研职员妄想了高度可变形的球形胶囊，这些胶囊硅橡胶制成，并运用3D打印模具妨碍制备。胶囊外部充斥空气，以便在外部压力熏染下爆发愚昧。为了零星地探究胶囊对于超流体照应的影响，钻研职员妨碍了有限元合成。

基于对于胶囊愚昧行动的清晰，钻研职员开拓了多少种运用，搜罗智能抓取器、可调逻辑门以及可切换光学特色的元件，这些运用揭示了元流体在差距压力下的多功能性。

三、【迷信开辟】

钻研职员乐成揭示了经由运用弹性壳体可逆的愚昧变形来缔造一种新型超流体。这种超流体不光具备可编程的缩短性、可变的光学特色以及可调解的粘度，而且它的多功能性为其在多种运用中提供了重大的后劲。好比，可顺应的抓手以及可重构的逻辑门的开拓已经证明了其适用价钱。进一阵势，钻研职员预期这种超流体的可编程特色将对于其声学以及热力学特色发生深远影响，进而提升热力循环功能以及定制化声波转达。这些妨碍患上益于可能识别并发生预期反映的壳体混合物的反向妄想平台。好比，可能实现重大非线性行动的反向妄想超流体，可能经由重大地替换流体来修正软致动器的功能，无需为每一个新使命重新妄想致动器。此外，这种超流体还为开拓智能液压减震器摊平了道路，这种减震器可能凭证侵略的详细情景调解其能量耗散。最后，尽管本钻研主要关注飞快的加载历程，超流体在动态压力下可能激发的空间雪崩式断裂使命以及波转达天气，也揭示了其在未来钻研中的潜在兴趣点。

原文概况：Shell buckling for progra妹妹able metafluids (Nature2024, DOI: 10.1038/s41586-024-07163-z)

本文由赛恩斯供稿。

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