美国科罗拉多大学博尔德分校保罗·M·雷迪机械工程系的研究团队近日在《应用物理学杂志》发表了一项关于纠缠颗粒材料的研究。该团队发现，形状类似订书钉的“双腿”颗粒具有最大的缠绕潜力，由这类颗粒组成的缠结材料能够同时展现出高抗拉强度和韧性——这一组合在传统材料中较为罕见。

研究团队通过蒙特卡罗模拟和拾取测试，探索了粒子几何形状与力学性能之间的关系。博士生Saeed Pezeshki表示：“我们利用钉状颗粒制成的缠结颗粒材料同时展现出高强度和韧性。”研究还发现，通过对材料施加不同的振动模式，可按需改变其缠结程度：轻微振动可使颗粒相互连接增强强度，较大振动则使其完全解开。先进材料与仿生实验室负责人弗朗索瓦·巴特拉特教授形容道：“这是一种奇特的材料，因为它显然不是液体，但又不完全是固体。”

该纠缠颗粒材料的另一特点是快速组装与拆卸能力。博士生孙友翰解释，与表面光滑的沙子不同，改变颗粒形状可显著影响其连接能力。研究团队认为，未来大型建筑和桥梁等结构或可采用这类纠缠颗粒材料设计，实现拆卸回收。巴特拉特补充道，该技术可能应用于群体机器人领域，小型机器人相互缠绕完成任务后解开——“有点像《终结者2》里的液态金属T-1000”。

目前，团队正测试一种增加突出“腿”的新型颗粒形状，类似于植物刺果，以期产生更强的纠缠颗粒特性。巴特拉特表示：“我们还不确定最终会发展成什么样，但会继续探索。”

出版详情：作者：Saeed Pezeshki等人，标题：《粒子几何形状和施加振动对缠结材料力学和强度的综合影响》，发表于：《应用物理学杂志》(2026)。期刊信息： 《应用物理学杂志》