PG电子官方网站近来，一种被称为“智能液体的多功用可编程的新型超资料——Metafluid，登上了Nature。

　　它由哈佛大学SEAS的商酌团队研发，听说可自正在治疗弹性、光学特质、粘度。

　　商酌职员展现，有了这些buff属性加成，该流体正在编程液压呆板人、智能减震器、光学摆设中都有重大的运用潜力。

　　商酌职员打算了一个抓取器，用气氛和水作对比，通过抓取玻璃瓶、鹌鹑蛋、蓝莓，来体现Metafluid对抓取用拥有弹性驾驭才略的道理。

　　注入水量相仿的景况下，玻璃瓶恰巧能抓稳PG电子官网，鹌鹑蛋和蓝莓这边又压力太幼碰都碰不到：

　　而这种Metafluid，能够明明找到一个能凯旋抓取三样物品的ΔV，可合适差别物体的巨细和所需的抓取力度：

　　下面这个测验，将Metafluid的弹性可压缩更直观的体现了出来，压力影响下，甘油很速就把软管撑起了一个大包，而Metafluid的临界点鲜明还要靠后少少：

　　一目清楚，超资料是一种人造资料，其特质由其构造而不是因素定夺。古板上，大大都超资料都是固态的，即修建块被陈设正在晶格构造内的固定地位。

　　近来有些商酌以为将不相连的修建块搀和正在流体介质中拥有重大潜力。哈佛商酌职员恰是受到了这种商酌思绪的劝导，造出了Metafluid。

　　过程一系列揭示，思必有人也依然猜到了，修建Metafluid的环节，是一种可高度变形的弹性空心球形胶囊。将球形胶囊搀和到不行压缩的悬浮液中，Metafluid就造成了。

　　道理容易来讲，便是当液体内部的压力扩大时，胶囊屈曲，也便是塌陷变成好像透镜的半球状。

　　当谁人压力被移除时，胶囊会弹回到它们的球形形态，由此改动液体粘度和透后度等属性，而胶囊的数目、厚度和巨细也会有影响。

　　微米级胶囊利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）资料，采用微流控共轴流聚焦技巧筑设，表半径（Ro）约为250微米，壳体厚度（t）约为65微米。

　　然后智能，商酌职员利用厘米级胶囊举行了单胶囊、多胶囊测验，其它还举行了微米级胶囊测验。

　　厘米级胶囊测验中，商酌职员将胶囊安放正在一个玻璃圆柱容器中，容积为Vtot，并用水行动悬浮液十足填充。之后用打针泵迟缓引入卓殊的水ΔV，通过差压传感器丈量容器内的压力智能。

　　将单个幼胶囊放入容积300ml的容器中。他们张望到的压力-体积弧线与水比拟有明显分歧，不单由于胶囊扩大了流体的可压缩性，还由于正在临界压力Pcr=120kPa处涌现了明明的压力降低。

　　这一降低恰是由胶囊弹性壳体的突变形惹起，跟着ΔV的扩大，变成的凹陷更为明明。当ΔV删除时，凹陷逐渐减幼，而且当压力降低至临界压力Pdown=50kPa时，胶囊会弹性恢复至球形，出现滞后效应。

　　如下图c红线所示，单个大胶囊测验中，正在较低的初始体积模量（K0=18 MPa）下智能，正在P=120kPa处照旧涌现了压力降低。这也就意味着Metafluid的初始体积模量和临界压力能够通过改动胶囊体积分数和胶囊壳厚度与表半径的比值来分歧独立调度。

　　接下来，商酌职员正在更大的容器中填充27个幼胶囊，维持胶囊体积分数和壳体厚度与表半径比值褂讪。如上图c绿线，测验显示扫数胶囊正在临界压力左近同时爆发屈曲，但与单个胶囊比拟，压力突降被多个幼的突降所庖代，变成了压力平台。

　　微米级胶囊悬浮液的压力-体积弧线显示出与厘米级胶囊一致的非线性举动，但因为筑设流程中的几何缺陷，微标准胶囊的Metafluid没有那么明明的平台景色。

　　商酌职员还商酌了胶囊屈曲对Metafluid光学特质的影响。他们利用COMSOL软件举行光芒追踪模仿，发明球形和屈曲形态的胶囊显示出差其它散射举动。

　　测验中，他们丈量了通过微米级胶囊悬浮液传输的光功率，并发明正在胶囊屈曲时，透射率明显扩大。这种改观归因于胶囊屈曲变成的“透镜效应”和胶囊掩盖面积的删除。

　　其它智能，商酌职员还切磋了胶囊屈曲对Metafluid流变性的影响。他们利用平行板流变仪来丈量Metafluid正在差别胶囊形态下的粘度。

　　结果标明，当胶囊处于球形形态时智能，Metafluid体现出牛顿流体的特质，而当胶囊屈曲时，Metafluid蜕变为非牛顿剪切稀化流体。

　　这种蜕变归因于胶囊屈曲后变成的鸠合体，这些鸠合体正在高剪切率下会渐渐粉碎。PG电子官网液体都“智能”可编程了？哈佛新型超原料登Nature