研究人员在一种名为互锁超表面（ILM）的新连接技术上取得了显著进展，该技术利用形状记忆合金（SMA）旨在增强结构的强度和稳定性，相较于传统的螺栓和粘合剂等方法。ILM有潜力彻底改变航空航天、机器人和生物医学设备等制造行业中的机械接头设计方式。
研究人员在一种开创性的连接技术——互锁超表面（ILM）上取得了重大进展。这项技术利用形状记忆合金（SMA）增强结构的强度和稳定性，超越了传统方法（如螺栓和粘合剂）所能提供的性能。ILM可能会重新塑造制造行业机械接头的设计，特别是在航空航天、机器人和生物医学应用方面。
“ILM有望在各种应用中彻底改变连接技术，类似于多年前魔术贴的影响，” 德克萨斯A&M大学材料科学与工程系主任易卜拉欣·卡拉曼（Dr. Ibrahim Karaman）评论道。“我们与ILMs的原始发明者桑迪亚国家实验室合作，利用形状记忆合金研发和生产了ILMs。我们的研究表明，这些ILMs可以选择性地断开和重新连接，同时保持可靠的接头强度和结构完整性。”
这些发现已发表在材料与设计杂志上。
ILMs的工作原理类似乐高或魔术贴，它们通过传递力量和限制运动将两个物体连接在一起。此前，这种连接技术是被动的，需要外部力量才能连接。
它们利用镍钛材料，在温度变化时可以在变形后恢复其原始形状。
通过温度变化控制连接过程，开辟了创造智能、自适应结构的新途径，而不会牺牲强度或稳定性，同时还提高了灵活性和功能性。
德克萨斯A&M大学材料科学与工程系的研究生研究助理阿卜杜拉赫曼·埃尔赛义德（Abdelrahman Elsayed）表示：“主动ILM可以显著改变在精确和可重复组装和拆卸要求下的机械接头设计。”
ILM的潜在应用
这些创新在设计可重新配置的航空航天组件方面可能特别有用，因为这些组件需要频繁的组装和拆卸。主动ILM也可能在机器人领域带来更灵活和适应性强的接头，增强其能力。在生物医学设备领域，能够根据身体运动和温度修改植入物和假肢，可能为患者提供更好的解决方案。
当前的研究利用了形状记忆合金中的形状记忆效应，使ILM在加热的作用下能够恢复其形状。研究团队希望进一步利用SMA的超弹性特性，开发能够承受显著变形并能够在极大应力下瞬间恢复的ILM。
卡拉曼表示：“我们相信，将SMA整合到ILM中可以为未来的众多应用铺平道路，尽管未来仍面临挑战。实现复杂3D打印ILM的超弹性将允许对结构刚度进行局部调整，并在较大的锁定力下方便重新连接。此外，我们期待这项技术将有助于克服在极端条件下连接技术的长期挑战。我们对ILM技术可能带来的变革性影响感到非常兴奋。”
本研究的其他贡献者包括工业与系统工程系的副教授阿拉·埃尔万尼（Dr. Alaa Elwany）和该系的博士生塔雷什·古莱瑞亚（Taresh Guleria）。
本研究得到德克萨斯A&M大学工程实验站（TEES）的资助，TEES是德克萨斯A&M大学工程学院的官方研究机构。
