新材料：用于防撕裂纺织品上坚硬的微观支撑结构和柔软的编织材料

　　在超材料设计领域，游戏规则一直是“越强越好”。

　　超材料是一类具有微观结构的合成材料，其赋予整体材料卓越的性能。过去，研发重点大多放在设计比传统超材料更坚固、更坚硬的产品上。然而，这里存在一个矛盾点：材料越硬，柔韧性往往就越差。

　　如今，麻省理工学院的工程师们成功找到了一种方法，能让超材料既坚固又有弹性。通常情况下，基础材料高度刚性且易碎，但通过以精确、复杂的图案进行印刷，就能形成兼具坚固性与柔韧性的结构。

　　这种新材料的双重特性关键在于其结合了坚硬的微观支撑结构和柔软的编织架构。这种微观的“双重网络”是通过一种类似有机玻璃的聚合物打印而成，能够制造出一种材料，使其在不完全断裂的情况下可以拉伸至其原始尺寸的四倍以上。相比之下，其他形式的聚合物几乎没有伸展性，一旦出现裂痕就会很容易碎裂。

　　研究人员表示，这种新的双网络设计可应用于其他材料，比如制造弹性陶瓷、玻璃和金属。这种坚韧且可弯曲的材料，能用于制作抗撕裂纺织品、柔性半导体、电子芯片封装，还能制成耐用且适配性好的支架，用于培养细胞以进行组织修复。

　　“我们正在为超材料开拓新的领域，”麻省理工学院副教授 Carlos Portela 说道，“你可以打印双网金属或陶瓷，这样能获得诸多优势，因为破坏它们需要消耗更多能量，而且它们的拉伸性能也要好得多。”

　　Portela 及其同事于近日在 Nature Materials 杂志上发表了这一研究成果。其他作者包括 James Utama Surjadi，以及 Bastien Aymon 和 Molly Carton。

　　灵感源自水凝胶:

　　与其他研究小组一样，Portela 和他的同事通常会使用类似有机玻璃和陶瓷的传统聚合物，采用打印或纳米加工微观晶格的方式来设计超材料。他们打印的特定图案或结构，能赋予最终的超材料非凡的强度和抗冲击性。

　　几年前，Portela 突发奇想，超材料能否由本身刚性的材料制成，但通过某种图案设计，使其变得更柔软、更具弹性呢?

　　“我们意识到，超材料领域此前并未真正尝试在软物质领域发挥影响，”他说，“到目前为止，大家都在寻找尽可能坚硬、最坚固的材料。”

　　于是，他开始探寻合成更柔软、更有弹性超材料的方法。他和团队没有像传统基于晶格的超...

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