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北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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超材料是工程机械的产物这些材料包括日常的聚合物、陶瓷和金属在三层建筑中，当在化学规模上精确建造时，这些普通材料具有一种特殊的性质
在计算机模拟的帮助下，工程人员可以利用任何微观结构的组合来观察某些材料是如何转化为声音聚焦的声学透镜，例如重量轻、防弹的薄膜
但模拟通常需要一个标志为了确定这种超材料是否能承受爆炸，必须对其进行物理处理但这是一种在微观尺度上推拉金属材料的不可靠方法，现在知道它们将如何响应，而不会接触和物理损坏过程中的结构
现在，一种基于更广泛的技术，即安全快速的解决方案，可以加快发现适用于现实世界应用的优质金属材料
这项由麻省理工学院工程师开发的技术，用一个系统的软件来探测金属材料——一个系统可以测量铸件结构，另一个系统则可以测量其振动响应的方式，很多时候都是用锤击或敲击与其他人不同的是，这些人的身体受到了影响因此，当结构受到物理撞击、拉伸或冲击时，可以通过材料的底部和支柱进行振动
工程师们研究了使用冲击振动来计算材料的各种动力特性，例如如何对冲击做出反应，以及如何吸收或散射声音他们可以在几分钟内激发和测量微型结构的温度这项新技术首次为微观超材料的动力学特性提供了安全、可靠和高通量的方法
“我们需要更快地找到软化、优化和强化这些材料的方法，”英国和Alexd的Carlos Portela说“通过这种方法，我们可以根据您想要的特性加快发现最佳材料。”
Portela和他的同事们设计了他们的新闻系统，他们在论文中称之为LIRAS（用于激光诱导的共振声光谱），该系统将出现在《自然》杂志上他的合著者包括第一作者YunKai、SomayajuluDhulipala、RachelSun、JetLem和ThomasPezeril，以及WashingtonLimaat能源部KansaCityNationalSecurityCampus作为低提示
porteworks开关的金属材料由普通聚合物制成，3D打印在一起，支架状的塔由微观结构和梁制成每个功率都是通过重复和分层单个几何单元来实现的，例如连接梁的八点配置当连接到一起时，电源装置可以提供多孔聚合物的特性，否则它不会具有
但工程师在物理分析和验证材料特性方面的选择受到了严重限制纳米压痕是形成这种微观结构的典型方法，尽管它是经过深思熟虑和控制的该方法使用亚微米级的天平来降低结构的压力，同时测量结构被压缩时的微小位移和力
Portela指出：“Buthistechniquecannonlyofast，whill also damaging the structure.”“我们想找到一种方法来衡量这些结构是如何动态变化的，例如在最初对冲击的反应中，但这样不会破坏它们。”
一个（元）材料世界
团队转向超声波——一种破坏性方法，使用一个或多个激光脉冲将其设置为低频率，以在不物理接触的情况下清除所有薄材料，如旧胶片激光激发产生的超声波具有一个范围，该范围可以使海绵体在一定频率下振动，而科学家们正试图确定海绵体的精确厚度这项技术可以用来确定薄膜是否有不良影响
Portela和他的同事们意识到，使用3D超材料来储存超声波激光器可能也很安全；重量——从50微米到200微米不等，或者大约是人类头发直径的两倍——与薄膜的显微镜相似
根据这个想法，云凯加入了Portela的眼科专家小组，建立了一个桌面激光器，它包括两个超声波激光器——一个“脉冲”激光器来激发材料样本，一个“探针”激光器来测量激振
在一个比指甲更大的芯片上，然后打印出数百个显微镜塔，每个塔都有特定的高度和结构他们在两个激光器设置中放置了金属材料的最小曲率，而在重复的激光或脉冲中放置的材料除外第二台激光测量了每台电源的振动然后，团队聚集在一起，寻找振动的模式
Portela说：“我们把所有这些结构都加上一个加法器，这就像用一个锤子敲击墙壁一样。然后我们从一百个电源中获取所有的电压，这些电压会以很小的不同方式获得。”“这项研究分析了这些摆动，并提取了每个结构的动力学特性，例如对冲击的第一反应强度，以及超声波通过的速度。”
团队使用了相同的技术来检查缺陷他们打印了一些有效的自由塔，然后打印了一些特定的结构，但有不同程度的缺陷，如缺失的裂缝和梁，每个小的都有红细胞的粘附力
Portela解释道：“由于看到了一个振动的签名，我们发现缺陷进入了同一结构，丢失的签名也发生了变化。”“你可以想象构建一个组装的结构。如果你检测到一个有轻微不同特征的结构，你就会知道它并不完美。”他说，患者可以在自己的实验室中轻松地创建基线然后，波特拉预言了现实世界超材料的发现将迅速起飞就其而言，Portela能够制造和测试聚焦超声波的超材料，例如提高超声波探头的灵敏度他还在探索耐冲击的金属材料，例如自行车头盔的内侧
Kaioffers说：“我们知道这种材料对冲击和影响有多重要。”“现在，通过我们的研究，我们首次描述了金属材料的动力学行为，并对其进行了探索
来源:
Materials provided by
Massachusetts Institute of Technology. Original written by Jennifer Chu.
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参考:
2024-01-20
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2024-01-20
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