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3D打印超材料:远程开关、声控、振动控制多位一体

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-14 13:24:27   浏览次数:1875  
核心提示:3D打印超材料的定制结构使其能够利用光波或声波,用于许多新科技、新应用。洛杉矶的USC Viterbi的研究小组最近开创了一种控制声音的新方法,可以远程使用磁场来选择是否利用超材料的声学特性。
3D打印超材料的定制结构使其能够利用光波或声波,用于许多新科技、新应用。洛杉矶的USC Viterbi的研究小组最近开创了一种控制声音的新方法,可以远程使用磁场来选择是否利用超材料的声学特性。
 
 
由于晶格结构独特,该团队使用3D打印技术创建了能够阻挡声波和机械振动的特殊超材料。而且,结构中有铁颗粒,这表明可以通过磁场使结构变形,改变自身性质。通过这种方式,3D打印的超材料可以从主动状态远程切换到被动状态。
 
某民用和环境工程助理教授表示:“制作结构的时候,几何体属性是固定的,是不能改变的。我们可以设计一些非常灵活的东西,这样你就可以通过介入外部控制,改变这些结构。可以通过施加外部磁力来使结构变形并改变其内部的结构和几何形状。一旦你改变了架构,就改变了属性,实现了结构状态的自由切换。使用磁场的好处在于,它的开启和关闭是可逆的,并且速度非常快。”
 
 
超材料的声学特性使其能够阻挡特定频率的声波以及机械振动,可应用于噪声消除、振动控制和隐藏声波等等。
 
这些3D打印声学超材料结构的独特性赋予了它们负密度和负模量的特性。对于日常材料来说,这些属性都积极的。如果一个物体具有正的模量,对它施力的时候会产生反向的推力;而有负模量的物体,对它施力的时候会产生反向的拉力。表现出负密度的物体的情况也与之相似。
 
 
特定频率范围内的声波和机械振动可以由物体控制,物体的结构使这两个物体具有同样的负面属性。当这两个属性都为负或为正时,就能通过振动。USC团队能够利用磁场远程控制他们的超材料,在双重正面(声音传递)、单负(声阻)和双负(声音传递)之间进行切换。
 
与其他超材料相比,这些超材料的特性可以额外介入一些声学和振动的控制,带来更多的新应用。
 
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