近日，美国麻省理工学院的研究人员开发出一种利用微小型结构复合材料组装成大结构的新方法。这些轻巧的小型结构可以像堆积木一样环环相扣，最后形成像“锁子甲”一样的轻量级结构材料。
新设计方法结合了纤维复合材料、多孔材料和添加制造技术（如3D打印技术）三种领域的研究，形成的这种新材料能够彻底改变飞机、宇宙飞船的组装，甚至堤坝和防洪堤等更大的结构。
研究人员把由结构小、完全相同和有联锁作用的部件制成的结构比作成链甲，这种结构在给定的重量下能够比现有的超轻型材料坚硬10倍。同时，新结构还能够被很容易的拆卸和重新组装，如修复损伤或把部件回收到不同的配置中。
另外，新结构中的单个部件还可以批量生产。该团队现在正在开发一个像昆虫一样能够爬行的组装机器人，该机器人能够在生长结构的表面上，在现有结构上一个接一个地增加部件。
对于传统的复合材料，大部件之间的节点处往往存在裂缝和结构破损。而新结构则是由许多小的复合纤维环连接而成，这些结构就像一个弹性固体，它们的刚度或模量相当于重得多的传统结构，力可以通过结构内部的部件分布在整个晶格结构上。
另外，新技术还允许更少材料携带规定的负荷。这不仅可以减少组装后设备的重量，还可大大降低燃料使用和运营成本以及建设和装配成本，同时允许更大的设计灵活性。
研究人员表明，通过结合不同类型的部件，他们还可以制造具有相同几何体的变形结构，总之，一个新的自由设计度可以应用到复合材料制造业中。（李惠钰编译）
《中国科学报》 (2013-09-25 第7版 制造)
