改變晶格，制造堅固輕便的3D打印材料

　　本周《自然》發表的一篇論文Damage-tolerant architected materials inspired by crystal microstructure報道了一種強度增加但質量依舊較輕的人造材料——這種材料是利用多向晶格，并結合3D打印技術制成。這種新型晶格是根據強金屬合金的基本原理設計而成的。

晶格結構及其變形行為。

　　該晶格結構由重復節點和連接支柱組成，結合3D打印技術打印出來的材料既輕便又堅固。然而，當這些材料失效時，便是災難性的，這限制了它們的實際應用。失效的原因在于這些材料的結構——晶格整體取向單一。同樣的現象也存在于金屬單晶中，其結構類似，內部會沿特定平面發生滑移而變形。然而，在包含不同取向的晶粒的多晶材料中，晶粒邊界有助于阻止正在成形的滑移和裂縫進一步蔓延，因而可以增加這些材料抵抗變形的能力。

　　英國帝國理工學院的Minh-Son Pham及其同事模擬多晶材料設計了具有粒狀結構的新型晶格狀超材料，使內部晶格的不同區域具有不同的取向。作者發現，粒狀超材料（又稱“變斑晶”）發生形變時，比傳統超材料更堅固，更耐損。與多晶材料一樣，變斑晶的強度可以通過縮小每個粒狀晶格區域的尺寸來增強。

靈感來自晶體微結構的輕質且耐損 的結構化材料。

　　作者還創造了在施壓后能夠扭變成不同構型的特殊變斑晶，模仿的是晶體材料中類似的重排。綜合而言，這些發現有望帶來更加堅固且適用于各種應用的輕型3D打印材料。