怪兽既能“地上跑”也能“天上飞”

无人车尽可能利用液态合金接合和平直。图像来源：弗吉尼亚艺术学院

想象一下一辆小型自动驾驶摩托车刚刚该岛上行经，却突然将自己压扁，转化转成四轴飞行器飞走。据发表文章在月所一期《科学·机器》时代周刊上的学术研究，美国制作组所设计了一种在涂层层面扭转椭圆形的新方法，使用人造纤维、合金和环境温度对涂层进行接合并将它们浮动在没有电机或链条的位置。

“当开始这个工程项目时，我们想要一种可做3件多事的涂层：扭转椭圆形、始终保持椭圆形，然后恢复到原始配置，并在多个周期内完转成。”弗吉尼亚艺术学院机械物理系助理大学教授迈克尔·巴特利特说。

为了创造一个可接合骨架，该制作组借鉴了剪纸艺术作品。通过观察人造纤维和混和涂层中会这些剪纸纹饰的强度，该制作组创建出新了具有重复使用几何纹饰的涂层骨架。

接下来，学术研究执法人员开发计划出新一种尽可能始终保持椭圆形但容许按须要消除该椭圆形的涂层。他们扩展了一种由内嵌人造纤维皮内的很低熔点合金（LMPA）做转成的内中会空。通常，当合金被收缩得太远时，合金会永久平直、断裂或收缩转成浮动的、无法便用的椭圆形。而将类似合金内嵌人造纤维后，当收缩时，这种混和涂层可很快始终保持所须要的椭圆形，非常适合可即刻结构设计的与此相反接合涂层。

最后，涂层必须使骨架恢复到原来的椭圆形。学术研究制作组在LMPA网格两旁加入柔软的卷须状制冷。制冷使合金在60℃或铝溶化环境温度的10%时转化为液体。弹性体表皮将溶化的合金始终保持在原位，然后将涂层拉回原来的椭圆形，扭转收缩，使混和涂层具有“可逆塑性”。合金冷却后，它便次有助于始终保持骨架的椭圆形。

学术研究执法人员发现，这种受剪纸启发的混和所设计可创造出新复杂的椭圆形，从圆锥形到球状便到凹凸椭圆形。椭圆形扭转也可快速实现：用球撞击后，椭圆形扭转并在差不多1/10秒内浮动到位。此外，如果涂层破裂，可通过溶化和重整合金内中会空来多次修补。

总编辑圈点

大自然环境中会很多遗传物质都可扭转椭圆形以督导不同的功能。譬如章鱼能大幅扭转椭圆形来移动、吞食或者与环境互动；进化也能平直神经进行中空并始终保持；植物则可全天候移动以捕捉阳光。但在工程学中会能否实现始终未知。现在，一种接合混和涂层不但强度足够，还很容易接合，使得机器能平衡生存环境。未来这一涂层带给我们的，不仅是督导多种功能类似任务的新一代机器，还将有损害后自我修补的弹性设备，能在人机界面和可穿着全面性激发丰富的应用。