新理论揭示软材料断裂机制

一种新理论终于揭示了软材料断裂的物理机制。这一发现可能很快会带来新的无缺陷材料，这些材料更耐用、更环保。《物理评论快报》最近发表了一篇名为《脆性断裂背后的弹性不稳定性》的文章。

“我们发现，断裂从材料的自由表面开始扩展，从破坏物体对称性的弹性不稳定性开始。然后，断裂急剧扩展，复杂的裂纹网络像湍流现象一样蔓延，类似于我们在流体中观察到的湍流现象，例如涡流形成过程中的湍流现象，”米兰理工大学数学系 MOX 实验室的 Pasquale Ciarletta 解释道。

这一发现激发了各种技术领域的重大应用。例如，在微型和纳米器件的生产中，材料需要具有极强的抗性且无缺陷。

了解裂缝如何形成有助于设计出更坚固耐用的材料。

在消费电子领域，这可能导致智能手机、平板电脑和笔记本电脑等设备的屏幕能够更好地承受冲击和跌落，从而减少维修和更换的频率。在医疗领域，起搏器和假肢等植入式设备可以从更安全、更耐用的材料中受益，从而大大改善患者的健康状况。在航空航天工业中，了解和预防材料断裂可以带来更坚固、更可靠的结构，从而降低与太空和航空旅行相关的风险。

“这项研究的结果不仅为未来旨在开发具有前所未有的机械性能的材料的研究铺平了道路，而且还通过减少频繁更换产品的需要和减少浪费对环境产生了积极影响。这可以促进更可持续的生产和更有效地利用自然资源，”米兰理工大学数学系的 Davide Riccobelli 总结道。

该研究由一个国际研究团队进行，由米兰理工大学的 Riccobelli 和 Ciarletta 领导，并与巴黎索邦大学、巴黎综合理工学院和巴黎高等物理学院合作，表明国际合作在推动材料科学发展方面继续发挥着至关重要的作用。

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