在我们的传统认知中，一种特定的材料往往只具备某种特定的属性。也正因如此，这种材料只能某一个或少数领域得以应用，不具备更广的通用性。

那么，有没有可能研发出一种同时拥有多种属性，且可以应用于多个领域的新型材料呢？一直以来，全世界范围内的科学家们都在探索如何解决这一问题。

近日，来自麻省理工学院（MIT）和美国陆军研究实验室（U．S． Army Research Laboratory）的研究人员，成功研发出一种具有多种属性的新型材料，这种材料不仅成本低、易于制造，而且组装速度也非常快。他们甚至与丰田公司合作生产了一款功能性超里程赛车（super－mileage race car）。

相关论文以“Discretely assembled mechanical metamaterials”为题，于 11 月 18 日以封面文章的形式在线发表在科学期刊《科学进展》（Science Advances）上。

（来源：Science Advances）

研究人员表示，就像仿生学和集成设计一样，这种新材料将是一种非常强大的新型工具，可以帮助我们“用更少的东西做更多的事情”。机器人可以通过组装由这些材料组成的子单元来生产大型复杂物体，比如汽车、机器人和风力涡轮机叶片等。

该研究也得到了美国国家航空航天局（NASA）的支持。

赛车测试显示独特潜力

为了验证这些材料可以在现实世界中以类似乐高的形式建造大型物体的潜力，研究人员与丰田公司的工程师合作，生产了一款功能性超里程赛车，并在今年早些时候的一次国际机器人会议上展示了这款赛车。

图 ｜ 功能性超里程赛车测试现场（来源：Toyota automotive society）

论文作者之一 Benjamin Jenett 表示，他们可以在短短一个月内组装出轻量化且具有高性能的结构，而使用传统的玻璃纤维建筑方法建造一个类似的结构却需要一年时间。

在展示期间，街道路面因下雨而变得光滑，导致赛车最终撞上了障碍物。然而，令所有人惊讶的是，尽管赛车的格子状内部结构发生了变形，但又“反弹”了回来，吸收了因冲击产生的震动，几乎没有受到任何损坏。

Jenett 表示，如果是由金属制成的传统汽车，可能车身已经出现严重凹陷了，而如果是由复合材料制成的汽车，则可能会出现破碎的情况。这辆赛车真实地展示了这些微小部件确实可以用于制造人类大小的功能设备。

由于这些材料的大小和组成基本上是一致的，因此它们能以任何需要的方式被组合，为更多大型设备提供不同的功能。

对此，论文作者之一 Neil Gershenfeld 博士表示：“我们可以利用这些材料制作出在一个方向上弯曲，但在另一个方向上坚硬的机器人，并且它只能以特定的方式移动。因此，与我们早期的工作相比，最大的变化是它结合多种力学材料属性的能力，而在此之前，人们始终是针对某一项属性的应用进行研究。”