化工资讯网新材料频道:一个正常地物体可能会由于来自各个方向的挤压而收缩变得皱皱巴巴,但是某些奇异的材料在受压时,反而会朝某个维度扩展开来。据相关媒体近日报道,来自英国牛津大学的一个科学小组发现了一种新材料,这种材料的这种压缩扩展的能力超过以往任何材料。科研人员指出,这一成果对开发新型光学压力传感器和人造肌肉有很大的帮助。
负线性压缩(Negative linear compression,NLC)已经存在了几百万年。生物学家认为,章鱼和乌贼就是利用这一点来使它们的肌肉收缩。但直到近几十年,科学家才开始学习利用这种性质来设计材料,不过至今尚未有人造材料能在压力下扩展超过1%的,因而在工程上的应用大大受限。最近,研究人员一直在探索如何使设计出的材料具有特殊的原子排列结构,能在压力作用下,在空间里重新排列它们的原子而不会被压垮。
研究小组发现的新材料是金氰化锌。它具有独特的结构,原子结构中连接了一个像弹簧似的金原子螺旋链,嵌在由金、氰化物(碳氮结合)和锌组成的蜂窝状结构框架中。当螺旋链被压缩时,蜂窝就会弯曲地向外扩展达到10%。他们将这种大尺度反应称为“巨负线性压缩能力”(giant negative linear compressibility)。其结构类似一个折叠酒架,从垂直方向施压可以将其平着折叠起来,使受压扩展能力达到前所未有的程度。
研究人员认为,金氰化锌的独特性质让它在应用方面有着光明前景。由于这种材料是透明的,可用作光学压力传感器。压力会使晶体空间在一个方向变狭窄,而在另外方向变得更宽,由此光线通过材料时会改变路径,从而对微小压力也非常灵敏。从长远看,这种材料还可用于设计人造肌肉。人们的肌肉是在电场作用下收缩的,而新肌肉可以设计成对压力的反应收缩,就像生物学家所认为的章鱼的肌肉那样。
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