科技日報記者 張夢然
美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)與桑迪亞國家實驗室合作，成功改進了一種名為“互鎖超表面”的新型連接技術(shù)。這項技術(shù)利用形狀記憶合金（如鎳鈦合金）作為基礎(chǔ)材料，與傳統(tǒng)的螺栓和黏合劑相比，顯著提升了結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。該研究成果發(fā)表在最新一期《材料與設(shè)計》雜志上，被認(rèn)為將革新航空航天、機器人以及生物醫(yī)療設(shè)備制造中的機械設(shè)計。
據(jù)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)材料科學(xué)與工程系主任易卜拉欣·卡拉曼介紹，這種互鎖超表面可重新定義多個領(lǐng)域的連接方式。使用形狀記憶合金開發(fā)的互鎖超表面可根據(jù)需求選擇性地分離并再次結(jié)合，同時保持穩(wěn)定的連接強度和完整的結(jié)構(gòu)性能。
互鎖超表面的工作原理類似于樂高積木或魔術(shù)貼，通過力的傳遞和運動限制來實現(xiàn)兩個物體之間的連接。過去這類連接方法是被動的，需要外部力量才能完成組裝。然而，研究人員利用鎳鈦形狀記憶合金的獨特性質(zhì)（即能夠在溫度變化下恢復(fù)其原始形態(tài)），開發(fā)出一種能主動控制連接狀態(tài)的技術(shù)。這不僅增加了結(jié)構(gòu)的靈活性和功能性，同時也保證不會犧牲原有的強度或穩(wěn)定性。
研究人員指出，這一創(chuàng)新性的有源互鎖超表面技術(shù)可能會對那些需要精確且可重復(fù)進行組裝與拆卸操作的行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。例如，在航空航天領(lǐng)域，其可用來設(shè)計易于多次重組的部件；對于機器人來說，則意味著能擁有更加靈活及適應(yīng)性強的關(guān)節(jié)，進而提高整體性能；而在生物醫(yī)療領(lǐng)域，這種技術(shù)可用于制作能夠根據(jù)人體活動及體溫自動調(diào)整位置的人工植入物或假肢，為患者帶來更為舒適的體驗。
