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Science:美学者研发能模仿章鱼3-D伪装能力的材料

摘要 : 2017年10月11日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国康奈尔大学J. H. Pikul研究组的一篇研究论文,论文报道了科学家们创建了一种2-D材料,它能变成一种3-D材料,并能隐藏在其环境之中,这种能力与章鱼和其它头足类动物的隐蔽能力类似。

2017年10月11日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国康奈尔大学J. H. Pikul研究组的一篇研究论文,论文报道了科学家们创建了一种2-D材料,它能变成一种3-D材料,并能隐藏在其环境之中,这种能力与章鱼和其它头足类动物的隐蔽能力类似。除了改变颜色外,这些头足类动物的皮肤还衬有竖立肌,后者能快速地变换各种形状。James Pikul和同事在这里用一种人工材料来模拟这一3-D隐蔽能力。这种材料是由一种埋置于硅橡胶的纤维网状物构成的。该纤维网状物形成能约束这种材料的环形层状结构,它能防止局部扩展,而该材料的其余部分可在膨胀时被拉伸。该网状结构与章鱼的肌肉行为类似,而柔性橡胶则能模仿章鱼的皮肤。该网状纤维能以特殊方式排布而变成理想的形状。研究人员通过制造人工的、与环境混合的“可充胀”圆形石头来展示这一变形能力。他们还编程了一种模仿多肉葡萄这种植物形状的膜性物质。在一则相关的《视角》文章中,Cecilia Laschi指出,这一进展是发展机器人隐蔽能力所迈出的重要的第一步。它或许对野外的动物研究及军事用途有帮助。

原文链接:

Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skins

原文摘要:

 

Technologies that use stretchable materials are increasingly important, yet we are unable to control how they stretch with much more sophistication than inflating balloons. Nature, however, demonstrates remarkable control of stretchable surfaces; for example, cephalopods can project hierarchical structures from their skin in milliseconds for a wide range of textural camouflage. Inspired by cephalopod muscular morphology, we developed synthetic tissue groupings that allowed programmable transformation of two-dimensional (2D) stretchable surfaces into target 3D shapes. The synthetic tissue groupings consisted of elastomeric membranes embedded with inextensible textile mesh that inflated to within 10% of their target shapes by using a simple fabrication method and modeling approach. These stretchable surfaces transform from flat sheets to 3D textures that imitate natural stone and plant shapes and camouflage into their background environments.

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