中大新聞中心
中大團隊發現調節材料彈性新方法 製造出「能屈能伸」新型智能彈性材料
香港中文大學（中大）物理系教授徐磊教授、博士後研究員沈翔瀛博士及房臣超博士早前聯同中國內地科學家，成功在網路結構中觀測到全新的拓撲轉變，並在實驗室製造出可自由調節彈性的新型智能彈性材料，有望日後應用於工業、建築及防震材料。是次研究亦為科學界首次在理論上發現拓撲轉變與材料彈性性質的緊密聯繫，研究結果已發表於國際著名科學期刊《自然—材料》（Nature Materials）。
利用網路拓撲轉變實現新型智能彈性材料
在小說《西遊記》中，孫悟空的如意金箍棒具有隨意變大變小的神奇功能。在現實生活中，科學家一直致力開發能按需要自由調節軟硬度和壓縮膨脹度的新型材料，例如材料可以變得柔軟且極易壓縮，令其隨著外界壓力自由改變形貌，又或變得堅硬且極難壓縮，能抵擋外界壓力。這類新型材料在工業或生活各領域必定有廣泛的應用潛力。要實現這種神奇功能，關鍵在於控制材料的彈性。
「拓撲轉變」是系統從一種拓撲結構轉變為另一種拓撲結構的過程，例如熱香餅和甜甜圈就屬於兩種不同的拓撲結構。中大物理系徐磊教授的團隊最近成功設計了一種基於堆積模型的獨特網路結構，並在結構中觀測到獨特的拓撲轉變。若在這個拓撲轉變的附近增加或減少網路連接，便能自由調節材料結構的彈性模量，例如改變軟硬度和壓縮膨脹度。
首次發現拓撲轉變與材料彈性的緊密聯繫
是次研究為科學界首次在理論上發現拓撲轉變與材料彈性性質的緊密聯繫，並成功在實驗室製造出可自由調節彈性的新型智能彈性材料，包括新型智能彈簧系統和可利用3D打印技術大規模製備的智能超構材料。這些材料有望在建築、防震以及防衝擊保護材料等方面具龐大的應用前景。
徐磊教授表示：「我們的研究揭示了網路結構的彈性性質與拓撲結構的關係，為製造多功能的新型智能彈性材料提供了切實可行的設計思路，亦對科學前沿研究及其生活實際應用作出有意義的貢獻。」
是項研究獲香港研究資助局、中國國家自然科學基金和廣東省自然科學基金支持開展，由中大物理系兩位傑出博士後研究員沈翔瀛博士和房臣超博士進行，並在徐磊教授的指導下完成。中大研究團隊成員還包括盧孝勇博士、金志鵬博士、唐詩翔碩士及沈鴻川博士。
徐磊教授帶領的軟物質物理實驗室一直致力於研究日常生活中的常見現象，例如液滴飛濺、水珠結冰及顆粒堆積等現象，從中發掘新物理和新材料，以改善大眾的生活質素。
（左起）中大物理系徐磊教授、沈翔瀛博士及房臣超博士
可自由調節彈性、使用3D打印製備的新型智能超構材料
可自由調節彈性的新型智能彈簧系統
