可以在柔软和坚硬之间转换的超材料

密歇根大学的研究人员发明了一种能够改变刚性同时又不会破坏材料本身的新型超材料。超材料指的是一种人工结构，它的特性取决于结构而非材料，因此研究人员可以通过控制结构特点来获取所需性能。超材料的应用非常广泛，比如可以发明一种不需要玻璃镜头而只需要一层超材料的照相机。然而这里的超材料并非如此。

这一次，来自密歇根的研究人员发明了一种能够改变表面刚度的材料，而且刚度的改变程度非常之大，可以类比为橡胶和钢铁的差别。更有意义的是，由于刚度特性是来源于结构，这种特性的转变不需要破坏材料。

由于这种特性与材料内部单元之间的连接方式有关，研究人员很容易想到可以利用儿童玩具制造出这样的模型，如下图所示：

这里展示了材料内部发生了什么事情：根据作用在材料表面力的方式不同（以及材料的构成方式，或者说拓扑结构的不同），形变能够发生或者不能发生。单元之间特殊的连接方式造就了这种特殊的性质，可以通过点击此处链接下载Nature网页上提供的视频展示。

Mao Xiaoming副教授解释说，一个物体接触超材料表面的方式能够改变材料结构的几何特征，以及材料响应外部应力的方式。由于形变是发生在材料表面，材料的内部是不受影响的。这一课题组建议可以在汽车或者火箭发射系统上使用这一类材料，用来吸收破坏性的能量。同时还可以应用在自行车轮胎上，可以通过行驶路面的崎岖程度进行自我调整。在这一点上，这种材料将不再仅仅是一种儿童玩具了。

转自Engadget：https://www.engadget.com/2017/01/24/metamaterial-can-switch-from-soft-to-hard-and-back-again/