新一代3D打印超材料，晶

勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究人員發(fā)明了一種新的超材料，由填充鐵磁流體的掏空3D打印晶格結(jié)構(gòu)組成，當暴露在磁場中時立即變硬。它的潛在用途包括從軟機器人和光學(xué)外殼到智能裝甲，就像蝙蝠俠在黑暗騎士中的電子硬化“記憶布”斗篷一樣。

由LLNL工程師Julie Jackson Mancini領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開始建造可調(diào)諧的超材料，特別是場響應(yīng)機械超材料（FRMM）。他們采用了非平坦的大面積投影微光刻（LAPμSL）平臺，該平臺專門在大空間內(nèi)進行3D打印微尺度特征; 需要這樣的技術(shù)要求來生產(chǎn)測試所需的復(fù)雜管狀晶格結(jié)構(gòu)的薄壁。在3D打印之后，格子被注入磁流變液，因此壁必需足夠強以處理加載壓力和鐵磁流體的額外重量，但也足夠靈活，以便能夠檢測和測量磁場時的剛度變化。

大多數(shù)具有動態(tài)機械性能的超材料需要幾分鐘或幾小時才能發(fā)生變化。FRMM的響應(yīng)時間不到一秒。當施加特定的磁場時，鐵磁流體中的磁性分子排列成鏈，立即使晶格結(jié)構(gòu)變硬。

除了剛度之外，還可以調(diào)整磁場以調(diào)用各種機械性能，Mancini解釋說：“真正重要的是通過調(diào)節(jié)磁場強度，我們可以得到廣泛的機械性能。即時，遠程可調(diào)性的想法為許多應(yīng)用打開了大門。并且先進的懸架系統(tǒng)和航空航天部件也可以從非常快速，精確的運動中受益，而不需要笨重的伺服系統(tǒng)。

該團隊現(xiàn)在正在努力將這兩種材料融合成單相材料，不需要手動鐵磁流體注入步驟。研究小組成員之一Ken Loh教授評論說，該技術(shù)的未來發(fā)展“可能會產(chǎn)生新技術(shù)，例如戰(zhàn)斗機的靈活裝甲，當發(fā)現(xiàn)威脅時會瞬間變硬?！?/p>