澳门威尼斯人赌场官网

科技新聞

氰化鋅材料真神奇 受壓不縮反伸長

【大紀元2013年08月03日訊】(大紀元記者李曉明編譯報導)如果你從各個方向擠壓一個常見物體,它會在各個方向上收縮。但是有一些奇怪的材料,當受到壓縮時,實際上它在一個方向上會增長。

美國物理學學會(American Institute of Physics)研究人員卡薩琳.麥爾斯(Catherine Meyers)近期發表文章稱,某個化學家團隊現在已發現了一種新的結構,他們已把這種性能發展到了一個新的高度,在壓力下,它能夠比其他任何已知的材料有更不可思議的伸展性。這一發現可能有助於研發新型壓力傳感器和人造肌肉。

她寫道,負線性壓縮現象(Negative linear compression,或NLC)已經存在數百萬年了。事實上,生物學家相信,章魚和魷魚利用這種現象來收縮肌肉。然而,直到最近的幾十年,科學家才學會設計具有這種性質的材料。幾年前,這些人造材料在壓力下只能擴大百分之幾的體積,這使得它們在工程中的應用受到限制。現在,研究人員正在探索,如何設計新的材料,使其在壓力下的膨脹體積能夠遠遠大於已知的材料。進行這一工作的科學家指出,這種新材料的關鍵,在於受到壓力的時候,材料內部的原子進行了空間上的重新排列,且沒有發生結構上的坍塌。

研究小組發現,氰化鋅這種材料做到了這一點。其獨特的結構,是一個由金原子構成的類似彈簧的螺旋鏈,同時,這些金原子嵌在由金、氰化物(碳氮化合物)和鋅合成的蜂巢狀框架中。當鏈條被壓縮時,蜂窩狀框架產生高達10%的向外變形,這是之前任何材料能夠達到的變形效果的數倍。科學家稱這種大變形是「超級負線性可壓縮性」,並把它比喻成一個可折疊的葡萄酒架,這些酒架在水平方向折疊時,會在垂直方向大大的伸長。

氰化鋅的這種獨特性能使得它將來能用在如下幾個方面。在短期內,這種透明材料可用於光學壓力傳感器。壓縮會導致晶體在一個方向上縮小,而在另一個方向上擴大,這樣就改變了通過此材料的光路,即能對微小的壓力變化產生敏感的反應。從長期來看,這種材料可用於人工肌肉設計。我們的肌肉在生物電場的作用下收縮,但可以設計新的肌肉,在施加壓力時收縮,就像生物學家所認為的章魚肌肉的收縮方式。

該研究小組成員安德魯•凱恩斯(Andrew Cairns)是牛津大學研究生,他已於上月20日至24日在檀香山舉行的美國晶體學協會會議上討論了這種新材料及其應用。

(責任編輯:張東光)