可编程的超材料具有自定义的振动响应 - 四川省医药保化品质量管理协会

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可编程的超材料具有自定义的振动响应
发布时间: 2014-04-15 来源: www.sciencedaily.com

Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员已经成功地制造了减震材料，可以永久性地改变材料世界。未来的材料不仅能完全抑制振动，而且可以专门进一步进行实施某些频率。

虽然这种“可编程材料”依然只能在一维模型的构建，它已经展示了不同寻常的能力：题为“声子晶体带自适应连接”的研究项目刚刚被刊登在《先进材料》杂志上。对机械部件与可自由编程的特性，第一步就这样实现了。

研究人员所使用的工作模版包括由1厘米长的铝板排成1米，铝板1毫米厚。这片金属条带可以以不同的频率振动。为了控制波传播，10个小的铝圆柱体（7毫米厚1厘米高）被连接到金属条上。片材与气缸之间坐压电盘，它可以被电子激发而改变自己在一瞬间厚度。这最终使得由项目主管安德烈巨著为首的精确控制波是否以及如何被允许在金属板带材传播团队。铝带从而变成所谓的自适应声子晶体 – 一种具有适应特性的材料。

在几分之一秒的时间改编

压电控制，现在可以在这样一种方式，波能穿过金属板带材传播“完全正常”，即，就像没有铝圆柱被被设置连接到它。另一个配置使被吸收的波的某一频率的频谱。这消音是可变的压电元件可以在几分之一秒的电子改变其弹性性质 - 从低到高刚度。Bergamini解释了什么是可以开发的研究成果：“想象一下，你生产一种金属片，印有一个电子电路和规则的小型压电元件。此金属片可能被以电子方式设置为拒绝某一振动频率。有趣的是，即使你切断片的一部分，裁剪部分波将主要以最初的产品同样的方式散布。”这种方法可以在三维部件使用。

这样的“超材料”可以从根本上彻底改变机械工程和工厂建设。到现在为止，振动性能在材料的选择以及零件的几何形状已经得到确定。今后，该材料可对当前的振动读数进行反应，并以迅雷不及掩耳的速度调整其振动特性。

关于“可编程材料”的进一步研究

在声子晶体带自适应连接的研究项目中，Empa研究人员Bergamini与苏黎世联邦理工学院Paolo Ermanni的研究小组在和佐治亚理工学院Massimo Ruzzene合作。在后续工程中，原型的可编程性将被扩展：“到现在为止，每一个压电元件已经独自对振动反应，独立于它的邻居，” Bergamini解释说。 “在下一个步骤中，我们要互连彼此的元素，以便能够共同或以协调的方式控制它们。”

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