近年來(lái),低熔點(diǎn)合金因其獨(dú)特的剛度可調(diào)特性,在先進(jìn)材料與復(fù)合材料領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。理化所劉靜研究員與武漢紡織大學(xué)呂永鋼教授在《Advanced Functional Materials》(AFM)上聯(lián)合發(fā)表綜述文章,系統(tǒng)總結(jié)了低熔點(diǎn)合金在剛度調(diào)控方面的研究進(jìn)展及其在多功能復(fù)合材料中的應(yīng)用。
低熔點(diǎn)合金(如鎵基、銦基合金)在室溫或接近室溫下可發(fā)生固-液相變,這一特性使其能夠通過溫度、電場(chǎng)或磁場(chǎng)等外部刺激實(shí)現(xiàn)剛度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。這種可調(diào)剛度材料在軟體機(jī)器人、可穿戴設(shè)備、生物醫(yī)學(xué)植入物和自適應(yīng)結(jié)構(gòu)中具有重要價(jià)值。例如,在軟體機(jī)器人中,低熔點(diǎn)合金可以通過相變實(shí)現(xiàn)剛?cè)崆袚Q,從而增強(qiáng)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性和運(yùn)動(dòng)靈活性。
低熔點(diǎn)合金與高分子材料、纖維或納米材料復(fù)合后,可形成具有優(yōu)異力學(xué)性能和功能性的智能復(fù)合材料。這類復(fù)合材料不僅保留了基體材料的輕質(zhì)、柔韌性特點(diǎn),還通過低熔點(diǎn)合金的引入實(shí)現(xiàn)了剛度、導(dǎo)電性或形狀記憶功能的可調(diào)控性。呂永鋼教授團(tuán)隊(duì)在紡織材料與低熔點(diǎn)合金復(fù)合方面開展了深入研究,開發(fā)了可用于智能紡織品和可穿戴傳感器的復(fù)合材料,顯著提升了傳統(tǒng)紡織品的功能性。
該綜述還探討了低熔點(diǎn)合金復(fù)合材料在仿生學(xué)、柔性電子和能量吸收等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,并對(duì)未來(lái)研究方向提出了展望,包括提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性、開發(fā)新型復(fù)合策略以及拓展其在極端環(huán)境下的應(yīng)用。劉靜研究員和呂永鋼教授的工作為低熔點(diǎn)合金基先進(jìn)材料的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)支撐,推動(dòng)了智能材料與復(fù)合材料學(xué)科的交叉融合。
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更新時(shí)間:2026-01-09 16:09:35