实验室首次：一个既坚固又灵活的微小微粒网络

Daniela Kraft的团队成功地创建了一个既坚固又完全灵活的微粒网络。这听起来可能很简单，但他们是世界上第一个成功做到这一点的人。这一成就代表着软物质物理学的真正突破。这项研究发表在《物理评论快报》上

博士候选人Julio Melio研究微观、灵活的网络，这不是一项容易的工作。在自然界中，这种微网络存在于凝胶、聚合物或身体细胞骨架中。梅利奥解释说：“这些材料之所以柔韧，得益于所谓的柔软模式和柔性状态。”

“我们真的不知道温度是如何影响这些状态的。在生物系统中研究这一点太复杂了，所以我们在实验室中制作了一个由微小球体、胶体组成的网络。最简单的系统是方形晶格。例如，它可以变形成钻石状。”

一种巧妙的柔性连接技术

研究人员购买二氧化硅胶体，并为其涂上一层脂质。然后他创建了一个DNA链接来连接球体。“我们使用两种类型的DNA链，它们可以相互连接并放置在胶体上。然后这些DNA链可以相互结合，但不能与同一物种的另一种胶体结合。这些DNA链的特殊之处在于，连接的粒子可以相对移动。因此网络是灵活的。”

接下来开始将珠子放入所需结构的艰难工作。梅利奥解释说，这是一个相当大的挑战。“你用所谓的光镊子，即激光，捡起一种胶体，并将其与第二种胶体接触。这就是你一个接一个地构建晶格的方式。”然而，这个系统非常敏感，所以只要环境发生最轻微的变化，你就会得到质量不好的球体，它们粘在一起。“然后系统就失去了灵活性，”Melio说

第一次，这位博士候选人花了将近四分之三的时间制作了一个由五乘五的胶体组成的完美正方形网格。他说：“幸运的是，到目前为止，我可以做得更快。”。这使得卡夫集团成为世界上第一个在不失去灵活性的情况下以这种可控的方式构建大型微观结构的集团

潜在应用：超材料和微型机器人研究人员已经获得了新的见解，有助于更好地理解微电网中的软模式。晶格越大，就越有可能处于正方形状态，而不是菱形状态。较大的结构也能更好地剪切：与较小的变体相比，它们在剪切力作用下更容易变形

这对于开发新的超材料很有意思，因为超材料的性能取决于结构。例如，它对压力的反应，或者它如何折叠在一起。但梅利奥特别希望他能找到一种远程控制微电网变形的方法

“那么你就有了微型机器人的基础。例如，这些机器人用于生物医学应用，如手术。当然，我还没有走那么远。我现在正在试验使胶体具有磁性，看看它们是否可以通过这种方式从外部控制。如果我能在完成博士学位之前实现这一点，那就太好了，”Melio说