基于激光的变形可能导致自我优化的飞机机翼是怎么回事？

由于斯德哥尔摩研究人员的材料科学进步，在飞行中改变形状以更好地处理气流穿越它的飞机机翼可能即将到来。诀窍涉及激光的熔化和打孔能力。

瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的研究人员对石蜡进行了实验。使用该材料的 2D 版本，他们能够使用激光在蜡上戳出小孔，然后非常缓慢地将其熔化，以将液体石蜡引导到他们想要的位置，这要归功于倾斜阶段。其效应是激光诱导的形状变化，发生在激光脉冲和载物台倾斜的几个周期中。

“在每个周期中，一切都只是移动了几十微米，”该研究的合著者Wouter van der Wijngaart说。“它可以重塑物体，使其穿过狭窄的间隙，并将它们重组成任何目标形状。这样就可以无限制地即时创建工具和其他对象，而无需引入额外的材料。

尽管这一突破是使用2D材料实现的，但研究人员表示，这些发现将转化为3D材料。他们说，这样的突破可能会导致飞机机翼可以自我修改以优化阻力，汽车在飞行中变得更加符合空气动力学，甚至是按需创建座椅的办公空间。

在这项研究中，材料重塑的过程称为相变泵浦。

“通过用热点熔化物体的一部分，在材料内部形成液体区，”研究人员在发布在《先进功能材料》杂志上的一份研究报告中解释说。

他们补充说：“物体内部热点的运动会产生熔化前沿，激光将材料加热到熔点以上，以及冻结前沿，其中热量损失到周围环境将材料冷却到冰点以下。“大多数材料在熔化过程中密度降低，在冻结过程中密度增加，导致材料从熔化前沿流向冻结前沿的液体区。”

虽然这项特定研究中涉及的实验将激光热量引入外部，但研究人员表示，在材料中嵌入热源可能会导致在实际应用中更自动化的形状转换。