何為材料界的革命?可編程的超材料應算其中。據英國《自然》期刊在線版日前發(fā)表的一項研究，瑞士科學家團隊研發(fā)一種可以寫入、存儲并讀取以機械形式編碼數據的技術。正如硬盤給計算機系統(tǒng)帶來的革命性巨變，這種機械式編碼超材料將能讓柔性機器人、工程材料進入全新的發(fā)展階段，并將廣泛助力于需要遠程調制設備結構參數的領域。
數字存儲系統(tǒng)是計算機不可或缺的部分。我們熟悉的硬盤，就可用來寫入和讀取存儲于磁極中的數據，而磁元是硬盤的基單元，通過機電讀寫頭更改磁元的值就能寫入新數據;反過來也可以讀取磁元的值。在這樣的系統(tǒng)中，數據可以輕易地存儲卻又不會輕易的喪失，哪怕裝置幾年不通電，也不會丟失數據。
現在，瑞士洛桑聯邦理工學院機械工程學院的研究人員，依據此原理研發(fā)了一種機械式編碼的裝置，不過位元不是磁介質，而是一種執(zhí)行離合動作的非穩(wěn)態(tài)薄殼，通過極快速改變彎曲狀態(tài)，由一種穩(wěn)態(tài)切換至另一穩(wěn)態(tài);同時，按二維陣列排列的機械位元能調整裝置的整體結構參數。
簡單來說，此次開發(fā)的是一種由機械式位元組成的新裝置，類似計算機硬盤里的磁位元，但其不但可以輕易寫入、長久存儲并隨時讀取以機械形式編碼的數據，而且編碼所含信息可以用來調整裝置結構參數。
這是超材料領域的實用范例，一直以來，用超材料存儲和提取非易失性數據的目標都是“難以捉摸”的狀態(tài)。而此次成果為超材料工具集帶來了值得關注的擴展，對于廣大需要在運行中控制系統(tǒng)剛性和能量密度的工程應用具備重要應用潛力，同時，這一成果將能給超低功耗主動式超材料帶來新的設計方案。在下一步研究中，團隊將會讓該系統(tǒng)的36個位元轉化為3D結構并加以微型化以及規(guī)?；?。
《自然》文章評價稱，該成果作為超材料遠程可編程裝置的早期實例，為未來直接處理數據、執(zhí)行計算和學習的材料打開了一扇大門。
總編輯圈點
超材料，是一種自然界中并不存在的材料。人類對材料的幾何結構進行重新設計，賦予它們一些奇異的甚至超出想象的反常特質。它們的應用，能給信息技術、航空航天、能源等眾多領域帶來改變，并催生出新的產業(yè)。文中提到的超材料是一種可編程的材料。所謂可編程，就是遵循一套規(guī)則，通過改變“輸入”，就能改變“輸出”。超材料的功能可以根據需要重新編程，聽起來更加“腦洞大開”。這還是一項比較早期的成果，但為接下來更多的奇思妙想開啟了通路。(記者 張夢然)
標簽： 可編程機械超材料
熱門
