麻省理工学院团队设计新方法，快速测试超材料抵抗超音速冲击弹性

一个好的测试工具，能帮助科学家更快速找出具大好前途的新材料。最近麻省理工学院工程师们报告了一种新方法，能用于快速测试各种超材料结构、以及材料应对超音速冲击的弹性。

超材料是不存在自然界的特殊人造材料，比如能让光、电磁波改变通常性质而赋予整体材料更卓越性能。但超材料的奇特性质与成分无关，而是源于特意组装的微观几何结构及尺寸，由于微结构尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。

实验中，研究团队将不同微小超材料晶格悬浮在微观结构之间，以超音速向材料发射较小粒子，接着使用高速摄影机以奈秒精度捕捉每次撞击结果影像，从中确定某些超材料架构更能抵抗超音速冲击，有时会使粒子偏转，有时则捕捉它们。

整体而言，研究团队观察到超音速粒子虽然在晶格超材料中产生小刺孔，但材料仍保持完好。相较之下，当相同粒子以相同速度射入同质量的固体非晶格材料会产生较大裂纹并迅速扩散，导致材料崩坏。特别的是，设计成重复八隅体微结构的材料似乎最坚固。

在相同速度下，八隅体微结构材料更难断裂，或者说每单位质量的超材料可承受散装材料 2 倍冲击。

团队希望新的测试方法能帮助其他科学家快速找到制成太空船、车辆、头盔、或其他任何需要抗冲击结构的用途，也计划用新方法识别新颖超材料设计，进一步扩展至更强、更轻的防护装备、涂层、嵌板等。

新论文发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。