擁有可變形機(jī)翼的飛機(jī)(藝術(shù)圖)。圖片來(lái)源:美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室

日本國(guó)立材料科學(xué)研究所研究人員開(kāi)發(fā)出一種新工藝,讓鎳鈦合金“變身”為一種超堅(jiān)固彈性材料。這種材料的堅(jiān)固程度與鋼相當(dāng),延展性卻是鋼的20倍,有望用于制造可變形機(jī)翼。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然》雜志。

想象一下,一架飛機(jī)在空中遨游,機(jī)翼能隨著飛行速度的變化調(diào)整長(zhǎng)度,以便更充分地利用空氣動(dòng)力。為實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想,工程師們一直在尋找一種既柔韌又堅(jiān)硬,且能耐受飛行中各種嚴(yán)苛環(huán)境的材料。

鎳鈦合金具有多種特殊性能,其延展性優(yōu)于其他金屬,且能“記住”此前形狀。該合金變形后只需將其加熱,就能恢復(fù)到原來(lái)的“模樣”。盡管此前科學(xué)家已研制出一些具有較強(qiáng)彈性和堅(jiān)固性的鎳鈦合金,但這些材料只在特定溫度下才能展現(xiàn)出這些性能,限制了其應(yīng)用范圍。

最新研究開(kāi)發(fā)出一種三步法新工藝:首先,使樣品嚴(yán)重變形,讓其伸長(zhǎng)50%;然后,短暫加熱至300℃;最后,讓其再伸長(zhǎng)12%。結(jié)果顯示,得到的新材料能耐受18000倍大氣壓力,強(qiáng)度與鋼相當(dāng),而彈性比鋼高約20倍。此外,新材料保持性能的溫度范圍在-80℃—80℃。

研究人員說(shuō),新材料不僅是金屬,也是一種玻璃。雖然玻璃通常很脆,但這種新型玻璃內(nèi)部分子的獨(dú)特排列形式使其既能變形,又不會(huì)在壓力下斷裂。