英國(guó)伯明翰大學(xué)領(lǐng)銜的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)在材料科學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。研究人員發(fā)現(xiàn)，普通大米顆粒在應(yīng)對(duì)不同速率壓力時(shí)表現(xiàn)出截然相反的力學(xué)特性，這一發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)新型智能材料開(kāi)辟了新路徑。相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《物質(zhì)》雜志。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)米粒群體遭受快速?zèng)_擊時(shí)，顆粒間會(huì)因瞬間應(yīng)力集中而發(fā)生解體；但在緩慢施壓條件下，緊密排列的米粒卻能形成穩(wěn)定的抗壓結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的雙重響應(yīng)機(jī)制促使科研人員將大米與硅砂等材料進(jìn)行復(fù)合，成功制備出具有自主感知能力的顆粒材料。

該材料最顯著的特點(diǎn)在于無(wú)需任何電子控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)智能響應(yīng)。在受到漸進(jìn)式壓力時(shí)，復(fù)合材料會(huì)通過(guò)顆粒重排逐漸軟化彎曲；當(dāng)遭遇突發(fā)性沖擊時(shí)，材料則通過(guò)顆粒間摩擦增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)瞬間硬化。這種基于物理機(jī)制的響應(yīng)方式，使材料能夠根據(jù)受力速率自動(dòng)調(diào)節(jié)力學(xué)性能。

在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，這種仿生材料展現(xiàn)出巨大潛力。采用該材料制造的軟體機(jī)器人肢體，既能在常規(guī)操作中保持柔順性，又可在意外碰撞時(shí)立即變硬保護(hù)自身結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)金屬機(jī)器人相比，這種新型設(shè)備重量減輕40%以上，且能更好地適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，特別適合醫(yī)療輔助和災(zāi)害救援等需要人機(jī)交互的場(chǎng)景。

防護(hù)裝備領(lǐng)域同樣受益匪淺。研究人員開(kāi)發(fā)的智能護(hù)具可在日常活動(dòng)中保持柔軟舒適，但在受到高速?zèng)_擊時(shí)（如交通事故或運(yùn)動(dòng)碰撞），材料會(huì)通過(guò)可控形變吸收80%以上的沖擊能量。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，佩戴該護(hù)具的假人模型在模擬車(chē)禍中頸部受力減少65%，顯著降低鞭梢損傷風(fēng)險(xiǎn)。

這項(xiàng)研究突破了傳統(tǒng)材料設(shè)計(jì)的思維定式，通過(guò)挖掘日常物質(zhì)的固有特性，開(kāi)創(chuàng)了無(wú)需外部能源的智能響應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)范式。科研團(tuán)隊(duì)正在探索將該技術(shù)應(yīng)用于建筑抗震、航空航天等領(lǐng)域，相關(guān)成果已引起工業(yè)界的廣泛關(guān)注。