科学家发明了能够吸收和释放惊人能量的新材料

马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个研讨小组比来在《美国国家科学院院刊》上公布，他们已经设想出一种新的类似橡胶的固体物资，它具有使人惊奇的品格，可以吸收和开释很是大量的能量，不但如此，它还是可编程的。

嵌入磁铁的弹性材料，其两极别离以红色和蓝色标示。将磁铁放在分歧的偏向上会改变超材料的反应。综合来看，这类新材料在一系列很是普遍的利用中有着庞大的远景，从使机械人在不利用额外能量的情况下具有更多的动力，到可以更快地消失能量的新头盔和防护材料。"设想一下一个橡皮筋，"阿默斯特大学聚合物科学和工程教授、该论文的资深作者Alfred Crosby说。"你把它拉返来，当你铺开它的时辰，它就会飞过房间。现在设想一个超级橡皮筋。当你把它拉过某个点时，你激活了贮存在材料中的额外能量。当你铺开这根橡皮筋时，它可以飞出很远。"这类假定的橡皮筋是由一种新的超材料制成的--一种被设想成具有自然发生的材料中所没有的特征的物资--它将一种有弹性的、类似橡胶的物资与嵌入其中的细小磁铁连系在一路。这类新的"弹性磁性"材料操纵了一种被称为相移的物理特征，极大地放大了该材料所能开释或吸收的能量。当一种材料从一种状态移动到另一种状态时就会发生相移：我们可以设想一下水酿成蒸汽或液体混凝土软化成人行道。每当一种材料发生相位转移时，能量就会被开释或吸收。而且，相变并不但仅范围于液态、固态和蔼态之间的变化--相变可以从一个固相发生到另一个固相。开释能量的相变可以作为一种动力源加以操纵，但获得充足的能量一向是困难的部分。Crosby说："为了放大能量的开释或吸收，你必须在份子或甚至原子层面上设想一个新的结构。但是，这是很有应战性的，甚至更难以可猜测的方式停止。但经过利用超材料，我们已经克服了这些应战，不但制造了新材料，而且还开辟了设想较法，使这些材料可以被编程为特定的反应，使其具有可猜测性。"该团队从自然界中看到的一些闪电般的反应中获得了灵感：例如捕蝇草的快速封闭所用的时候让飞虫底子没偶然候逃走。论文的首要作者Liang Xudong说："我们已经把它带到了一个新的水平，"他今朝是中国深圳哈尔滨产业大学（HITSZ）的教授，在UMass Amherst做博士后时完成了这项研讨。"经过在弹性材料中嵌入细小的磁铁，我们可以控制这类超材料的相变。而且，由于相位转换是可猜测和可反复的，我们可以设想超材料，使其正确地做我们想要做的工作：要末吸收庞大冲击的能量，要末开释大量的能量停止爆发性的活动。"