遇热收缩材料可耐极端温度
当温度升高时，3D打印的矩阵模型会收缩。 图片来源：Qiming Wang et al
来看看这个令人难以置信的材料！大多数东西受热后会膨胀，因此成为工程领域的“头痛”，但一种3D打印材料的配置性能却正好相反。
当两个相互连接的材料以不同速率扩张时，它们会弯曲或断开。这是建筑、桥梁、电子以及其他接触温度波动较宽的物质存在的问题。因此，让一种材料遇热后收缩而非膨胀是个极为有价值的目标。
现在，美国加州大学洛杉矶分校的Qiming Wang和同事已经做到了这一点。他们利用3D打印机，对两种在高温下自然扩张的材料进行控制，实现了相反的特性。
其技巧是将它们以较宽松的矩阵排列，并将伸展速度更快的材料置于伸展速度较慢的材料内部。当这种复合材料受热之后，内部的材料会仅向内扩张，并同时向内拉动外部的材料。然后，整个物体都收缩了。
这种设计可以用于任意两种材料，对它们进行调节使其以所需要的比例扩张或缩小，加州大学洛杉矶分校的Jonathan Hopkins说。例如，补牙时会非常敏感，因为当人们食用或饮用热食物时，材料的扩张程度与牙齿不同。Wang表示，让材料扩张程度与牙齿的自然变化向匹配将会消除这个问题。
在温度变化时，该材料还可以通过设计保持同样大小。这一效用有助建造稳定的微型芯片，目前微型芯片在运行时间过长时会断裂；还可以制作更加稳定的卫星，当其在太阳辐射热量下运行时会发生颤动。
另一个潜在用途是让太阳能更加高效，Hopkins说。如果你将太阳能板置于一系列由伸缩材料制成的柱子上，太阳将会让每根柱子的一面变热，另一面保持较低温。朝着太阳的一面将会收缩，导致柱子弯向太阳。
“你不需要利用从太阳那里获得的能量使其转向太阳。”Hopkins说，“你可能利用太阳的热量，像向日葵那样被动地跟踪太阳。”（冯维维）
