麻省理工学院最新研究可以解释不同类型的网络材料如何断裂和破裂

麻省理工学院的研究人员开发了一种新模型，可以解释不同类型的网络材料如何断裂和破裂。这项研究发表在《物理评论 X》上，重点研究了含有互连线的材料，例如汽车轮胎、人体组织和蜘蛛网。

研究小组确定了一种通用的缩放定律，有助于预测破坏这些网络所需的能量。根据这项研究，可以通过使线更长、更具拉伸性或更耐断裂力来增强这些材料的韧性。该团队通过使用 3D 打印的可拉伸网络进行实际实验验证了他们的发现。

3D打印的可拉伸网络看起来像一种缝合松散、孔隙大的织物（图片来源：Xuanhe Zhao）

麻省理工学院机械工程和土木与环境工程教授赵宣和表示：“我们的研究揭示了一条简单的普遍规律，它控制着不同材料和长度尺度的网络断裂能量。”该研究填补了现有物理模型的空白，这些模型此前一直难以将线力学和连通性联系起来，以预测整体断裂行为。

论文的主要作者之一、研究生 Chase Hartquist 解释说，通过将线连接成更大的环也可以提高网络的耐久性。研究小组发现，尽管网络结构各不相同，但它们都遵循一致、可预测的行为模式。

该研究结果在结构材料领域具有潜在应用价值，因为材料的内部结构决定了材料的特性。该研究提出了改进各种材料的新方法，从软机器人部件到工程组织。完整的研究现已作为一篇开放获取的论文在《物理评论 X》上发表。
https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.15.011002

来源：news.mit.edu