中大研發出「能屈能伸」智能彈性材料

在小說《西遊記》中，孫悟空的如意金箍棒具有隨意變大變小的神奇功能。在現實生活中，科學家一直致力開發能按需要自由調節軟硬度和壓縮膨脹度的新型材料，例如材料可以變得柔軟且極易壓縮，令其隨着外界壓力自由改變形貌，又或變得堅硬且極難壓縮，能抵擋外界壓力。

香港中文大學物理系徐磊教授團隊早前聯同中國內地科學家，成功在實驗室製造出可自由調節彈性的新型智能彈性材料，有望日後廣泛應用於工業、建築及防震材料，包括新型智能彈簧系統和可利用3D打印技術大規模製備的智能超構材料。研究結果已發表於國際著名科學期刊《自然·材料》（Nature Materials）。

利用網絡拓撲轉變  實現智能彈性材料

要實現可以自由調節軟硬度的材料，關鍵在於控制材料的彈性。今次研究是科學界首次在理論上發現拓撲轉變與材料彈性性質有緊密聯繫。拓撲轉變是指系統從一種拓撲結構（topology system）轉變為另一種拓撲結構的過程，例如熱香餅和「冬甩」就屬於兩種不同的拓撲結構。

中大物理系徐磊教授的團隊最近成功設計了一種基於堆積模型的獨特網絡結構，並在結構中觀測到獨特的拓撲轉變。若在這個拓撲轉變的附近增加或減少網絡連接，便能自由調節材料結構的彈性模量，例如改變軟硬度和壓縮膨脹度。

徐磊教授表示：「我們的研究為製造多功能的新型智能彈性材料提供了切實可行的設計思路，亦對科學前沿研究及其生活實際應用作出有意義的貢獻。」徐磊教授帶領的軟物質物理實驗室，一直致力於研究日常生活中的常見現象，例如液滴飛濺、水珠結冰及顆粒堆積等現象，從中發掘新物理和新材料，以改善大眾的生活素質。

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