打破常規:無序狀態下材料的強化之道

該團隊讓這些圖案接受多輪計算機模擬,並製作了一組具有代表性的幾何形狀的實物版本,包括有序幾何形狀和不同無序程度的幾何形狀。

當他們試圖破壞這些材料時(無論是在實驗室裡還是在模擬過程中),一個明顯的趨勢出現了。富爾科說:“存在一個特定的無序程度,這樣我們切割到材料中的圖案看起來有些規則但並非完全對稱,在這種情況下我們能夠實現最高水平的性能。”

無序的完美程度——不能太少,也不能太多——在增強材料韌性的同時保留了大部分材料的強度和剛度,但與重複結構相比,其設計要耗費更多精力。特納指出:“無序系統在工程中不常使用,因爲設計要複雜得多。”

富爾科與奧爾胡斯大學機械與生產工程副教授邁克爾·布茲克合作,對製造工藝進行微調,前往丹麥使用布茲克實驗室中極其精密的激光切割機來雕刻這些圖案。