哈佛大学的研究人员创造了一种多功能可编程元流体，可以根据压力改变其特性，包括粘度和光学透明度。这种新型流体在机器人、光学设备和能量耗散方面具有潜在的应用，展示了超材料
哈佛大学的研究人员创造了一种多功能可编程元流体，可以根据压力改变其特性，包括粘度和光学透明度。这种新型流体在机器人、光学设备和能量耗散方面具有潜在的应用，展示了超材料技术的重大突破。 （艺术家的概念）。图片来源：SciTechDaily.com
哈佛大学与麻省理工学院的科学家们共同研发了一种创新的可编程元流体，这种液体能够根据受到的压力变化其物理特性，如粘度和光学透明度。这项技术的进步为超材料领域带来了重大突破，使得这种新型流体在机器人技术、光学设备和能量耗散等不同领域展现出广泛的应用前景。
该元流体是由直径在50至500微米之间的小型弹性体球体悬浮液组成，这些球体在受到压力时会发生形状变化，从而根本上改变液体的特性。这种独特的超流体不仅能够转换为牛顿流体和非牛顿流体，还能够在液压执行器、智能减震器以及可变透明度光学设备等多种应用中发挥作用。
研究团队通过《自然》杂志发表的论文详细介绍了他们的发现。论文的第一作者Adel Djellouli表示，这项技术的应用潜力巨大，目前的研究只是触及了表面。研究还得到了美国国家科学基金会的资助，并由哈佛大学技术开发办公室进行知识产权保护和商业化探索。
此外，该研究利用了SEAS Mallinckrodt物理学和应用物理学教授David A. Weitz实验室开发的可扩展制造技术，生产了大量可变形的球形胶囊，并将其悬浮在硅油中。这种元流体的特性，包括粘度和不透明度，可以通过改变胶囊的数量、厚度和尺寸来调节。
研究还展示了元流体在液压机器人夹具中的应用，无需额外编程即可根据压力变化调整抓地力，轻松拾取不同物体。同时，元流体在光学特性上的应用也得到了证明，例如可以用于开发根据压力变化颜色的电子墨水。
总体而言，这项研究为超材料技术的发展开辟了新的道路，预示着未来在多个领域中“智能”液体的广泛应用。
参考文献：
“可编程元流体的壳屈曲”，作者：Adel Djellouli、Bert Van Raemdonck、Yang Wang、Yi Yang、Anthony Caillaud、David Weitz、Shmuel Rubinstein、Benjamin Gorissen 和 Katia Bertoldi，2024 年 4 月 3 日，《自然》。
DOI：10.1038/s41586-024-07163-z
哈佛大学技术开发办公室保护了与这项研究相关的知识产权，并正在探索商业化机会。
该研究得到了美国国家科学基金会 (NSF) 哈佛大学材料研究科学与工程中心的部分支持，拨款号为 DMR-2011754。