“互锁超表面”连接技术实现结构强度跃升
发布时间: 2024-10-14 12:19:41
处于不同状态的两种互锁超表面结构。图片来源：美国得克萨斯农工大学
科技日报北京10月13日电（记者张梦然）美国得克萨斯农工大学与桑迪亚国家实验室合作，成功改进了一种名为“互锁超表面”的新型连接技术。这项技术利用形状记忆合金（如镍钛合金）作为基础材料，与传统的螺栓和黏合剂相比，显著提升了结构的强度和稳定性。该研究成果发表在最新一期《材料与设计》杂志上，被认为将革新航空航天、机器人以及生物医疗设备制造中的机械设计。
据得克萨斯农工大学材料科学与工程系主任易卜拉欣·卡拉曼介绍，这种互锁超表面可重新定义多个领域的连接方式。使用形状记忆合金开发的互锁超表面可根据需求选择性地分离并再次结合，同时保持稳定的连接强度和完整的结构性能。
互锁超表面的工作原理类似于乐高积木或魔术贴，通过力的传递和运动限制来实现两个物体之间的连接。过去这类连接方法是被动的，需要外部力量才能完成组装。然而，研究人员利用镍钛形状记忆合金的独特性质（即能够在温度变化下恢复其原始形态），开发出一种能主动控制连接状态的技术。这不仅增加了结构的灵活性和功能性，同时也保证不会牺牲原有的强度或稳定性。
研究人员指出，这一创新性的有源互锁超表面技术可能会对那些需要精确且可重复进行组装与拆卸操作的行业产生深远影响。例如，在航空航天领域，其可用来设计易于多次重组的部件；对于机器人来说，则意味着能拥有更加灵活及适应性强的关节，进而提高整体性能；而在生物医疗领域，这种技术可用于制作能够根据人体活动及体温自动调整位置的人工植入物或假肢，为患者带来更为舒适的体验。
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