一片能自动成型为鞋子的扁平塑料？一种能自行移动到位以矫正牙齿的正畸装置？计算机建筑师斯凯拉·蒂比茨正在颠覆材料世界。
你曾经尝试过组装宜家桌子吗？将一堆二维的木头和塑料拼装成一件实用的三维物体，可不是件容易的事。现在想象一下，打开包装盒，看着桌子自动组装完成。在麻省理工学院国际设计中心，自组装实验室创始人斯凯拉·蒂比茨、联合主任贾里德·劳克斯及其团队，正在发明一种能以实用——有时令人惊叹——的方式自动成型的智能材料。
如今，几乎每个行业的设计师都在寻找智能材料——那种能够响应环境并适应变化的材料——以开发独特的新产品，但找到既经济实惠又易于生产的材料一直是个难题。此前，他们通常借助机器人技术或其他装置使材料具有反应性，但这类技术存在诸多障碍和局限。”机械机构可能造价昂贵、容易故障、难以组装，而且需要电力，”蒂比茨说道，他是TED高级研究员，也是麻省理工学院建筑系设计研究的助理教授。”此外，汽车和飞机制造商不希望在车辆上增加沉重的机械结构，而鞋子或衣物之类的物品，你也不会真的想把机器人内嵌进去。”
蒂比茨是4D打印领域的先驱——即利用3D打印机制造出能自行转变为预定形状的材料（TED演讲：4D打印的兴起）。如今，他再次颠覆材料世界，着眼于一个更宏观的领域，他称之为可编程材料，即”能够按照预先编入其中的指令改变形状的材料”，他解释道。”我们正在探索为每一种材料编程的方法——既包括我们已经在使用的材料，如木材、皮革和碳纤维，也包括新发明的材料。”
但如何为木材这样的东西编程？我们又能用这些新材料构想出什么？我们邀请蒂比茨为我们介绍他实验室的几项创新成果。
要解锁一种材料的可编程潜力，首先要了解其自然特性。为了从材料中获得精确且可预测的形变，需要以特定方式对其进行结构处理，然后以能量激活它。”每种材料都有某种属性，使其能够响应某种能量来源，这也指明了激活形变的方式，”蒂比茨说道。能量来源包括温度、湿度、光、压力、振动和电力。
以木材为例，它对水反应灵敏。”纤维素遇水膨胀，因此润湿木材薄板会使其卷曲，”蒂比茨说，”例如，润湿较厚的木块会使其膨胀，产生足够强的力——以前矿工们就会将其插入岩石裂缝中，再加水润湿，借此撑裂石头。”
此外，材料的结构——对于木材来说，就是木纹方向——也有助于决定其形变方式。”我们已经研究出如何打印定制木纹，方法是将锯末与塑料混合，制成丝状材料，再挤出或强制
原创文章，作者：codex2，如若转载，请注明出处：https://www.ormemo.com/2332.html