新材料可以在硬和软之间切换

科学家设计了一种新颖的超材料，可以在硬与软之间切换，而不会损坏或改变自身，并且将来可能用于制造汽车或火箭发射系统。

研究人员说，这种材料可用于自行车轮胎，这种轮胎可以自我调节，更容易在沙子等柔软的表面上骑行，或者制造出抗损坏的可重复使用的火箭。

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美国密歇根大学 (UM) 的研究人员发现了一种组成超材料的方法，该方法可以很容易地操纵以将其表面的刚度提高几个数量级-橡胶和钢之间的差异。

由于这些特性受到 “拓扑保护”，这意味着材料的特性来自其整体结构，因此即使材料在其硬状态和软状态之间反复移动，它们也很容易保持。

“这种超材料的新颖之处在于它的表面可以在硬和软之间变化，” UM物理学助理教授毛晓明说。“通常，很难改变传统材料的刚度。材料制成后，它要么是硬的，要么是软的。“毛说。

例如，在牙医设置填充物而不会通过钻孔或研磨对原始填充物造成压力的情况下，无法更改牙齿填充物。毛说，如果不对琴弦本身施加压力，就无法拧紧吉他弦。

毛泽东说，物体与超材料边缘接触的方式改变了材料结构的几何形状，从而改变了材料对边缘应力的响应方式。但是，超材料的拓扑保护使材料的内部保持无损坏。

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这种材料有一天可以用来制造汽车或火箭发射系统。在汽车中，这种材料可以帮助吸收碰撞造成的冲击。毛泽东说: “当你驾驶汽车时，你希望汽车变得僵硬并支撑负载。”“在碰撞过程中，你希望部件变得更柔软，以吸收碰撞产生的能量，保护车内的乘客，” 毛说。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。