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热胀冷缩被颠覆 科学家制作出遇热收缩材料

利用3D打印技术,南加州工程大学的研究人员正在研发一种可定制材料,受热时可以膨胀、收缩或者毫无变化。研究人员正在制作的这一种材料将不再受温度变化的影响,如今他们离这个目标已经越来越近了。如果这一设想能变成现实的话,该材料将在建筑业与制造业中有着广阔的应用前景。

热胀冷缩被颠覆 科学家制作出遇热收缩材料

通常情况下,多数材料在受热时体积会发生膨胀,因此一些大型建筑结构如桥梁和大楼在设计时都会设置伸缩缝,防止因过度挤压造成建筑结构的损坏。但当建筑结构由几种不同材料构建而成时,因材料属性的不同,在受热条件下膨胀的程度也有所不同,这对建筑结构的安全来说将是一个很大的考验。

于是,研究人员在制作该材料的过程中,利用3D打印技术可以将不同的材料混合在一起进行新材料的制作。这些材料先是以液体形式被用于3D打印,然后再用紫外线进行固化。利用这一方法,研究人员可以将物体晶格结构内部的横梁按特定角度进行有序排列。不同材料受热的膨胀速率也有所不同,结果受热时物体整体非但没有膨胀,反而开始向里收缩,彻底颠覆了以往热胀冷缩的基本自然现象。

团队下一步的目标是,通过利用不同的材料组合及晶格结构,对物体膨胀和收缩速率进行精确控制,以便最终制作出完全不会受热量影响发生形变的材料。该材料将可以大大提高建筑结构的安全性。

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