镍钛合金“变身”为超坚固弹性材料，有望打造可变形机翼

靠谱客 9 月 11 日消息，变形飞机仍然是科幻小说中的概念，因为科学家们一直难以开发出一种既灵活又足够坚固以承受飞行条件的材料。

研究人员现开发出一种镍钛合金超坚固弹性材料。这种材料的坚固程度与钢相当，而延展性却是钢的 20 倍，甚至可以像橡胶一样伸展，可用于制造可变形机翼。

相关研究成果已发表于新一期《自然》正刊（靠谱客附 DOI:10.1038/s41586-024-07900-4），主要作者自于日本国立材料科学研究所（NIMS）、西安交大、四川大学、隆基绿能、中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室。

先前的研究已经确定，钛镍合金具有一些特殊的特性，例如可以伸展到远高于其他金属合金的极限，同时保持其形状不变；而当合金的温度升高时又可以恢复到原来的形状，问题是这种特性非常受温度限制。

对此，NIMS 教授任晓兵团队设计了一种“三步程序”，使这种镍钛合金可以在更广泛的温度范围内表现出这种特性。

首先，研究人员使合金变形并将其拉长超过 50%，然后将其加热到 300℃，然后再重复一次，第三次还可以将合金拉长 12%。到过程结束时，该材料已经能够承受比正常大气压高 18000 倍的压力，其强度性能也足以与钢相当，同时柔韧性也可以比常用的合金高 20 倍。

到这里，研究人员已经成功使这种钛镍合金在 -80 ℃到 80℃ 的广域范围内表现出这种特性。

任晓兵在接受《NewScientist》采访时表示，这种合金表现出这些特性是因为它的行为更像玻璃而不是金属。据介绍，这种合金中有部分区域的分子排列方式使其能够支撑材料完成变形而不是断裂，而玻璃中没有这类区域，因此就很脆。

值得一提的是，由于开发这种材料的方法非常简单，因此大家完全可以在其他实验室重复其操作过程和结果，并且这种材料也适合大规模工业制造，相信后续会有更进一步的研究出现。

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