拥有可变形机翼的飞机(艺术图)。图片来源:美国空军研究实验室

日本国立材料科学研究所研究人员开发出一种新工艺,让镍钛合金“变身”为一种超坚固弹性材料。这种材料的坚固程度与钢相当,延展性却是钢的20倍,有望用于制造可变形机翼。相关论文发表于新一期《自然》杂志。

想象一下,一架飞机在空中遨游,机翼能随着飞行速度的变化调整长度,以便更充分地利用空气动力。为实现这一梦想,工程师们一直在寻找一种既柔韧又坚硬,且能耐受飞行中各种严苛环境的材料。

镍钛合金具有多种特殊性能,其延展性优于其他金属,且能“记住”此前形状。该合金变形后只需将其加热,就能恢复到原来的“模样”。尽管此前科学家已研制出一些具有较强弹性和坚固性的镍钛合金,但这些材料只在特定温度下才能展现出这些性能,限制了其应用范围。

最新研究开发出一种三步法新工艺:首先,使样品严重变形,让其伸长50%;然后,短暂加热至300℃;最后,让其再伸长12%。结果显示,得到的新材料能耐受18000倍大气压力,强度与钢相当,而弹性比钢高约20倍。此外,新材料保持性能的温度范围在-80℃—80℃。

研究人员说,新材料不仅是金属,也是一种玻璃。虽然玻璃通常很脆,但这种新型玻璃内部分子的独特排列形式使其既能变形,又不会在压力下断裂。