MIT工程師打造「剛柔並濟」的超材料
長期以來,超材料設計一直追求“越強越好”,但材料的剛性與柔韌性往往難以兼顧。美國麻省理工學院(MIT)的工程師透過創新設計,成功製造出一種兼具高強度和高彈性的超材料,為這一領域開闢了新方向。

超材料透過微觀結構賦予材料特殊性能。 MIT團隊採用類似有機玻璃的聚合物,列印出由堅硬支撐桿和柔軟編織結構組成的「雙網路」微觀架構。這種設計使材料能拉伸至原始尺寸的四倍而不完全斷裂,遠超傳統聚合物材料的性能。
研究團隊從水凝膠中獲得靈感,水凝膠透過結合不同特性的聚合物網絡實現柔軟與堅韌並存。 MIT的工程師將此原理應用於超材料,設計出剛性晶格與彈性線圈交織的雙網路結構。測試表明,新材料拉伸能力是傳統晶格超材料的十倍,並且透過引入「缺陷」進一步提升了性能。
MIT團隊也開發了計算框架,幫助工程師根據網路圖案預測材料性能。這種超材料可望應用於抗撕裂紡織品、柔性半導體、電子晶片封裝及生物組織工程等領域。未來,團隊計畫探索更多功能,如導電性或溫敏性,以拓展材料的應用情境。
這項研究發表在《自然·材料》(Nature Materials)期刊上,標誌著超材料向多功能、高性能方向邁出了重要一步。
