工程新突破！「隱形斗篷」技術讓結構缺陷消失無蹤

無論是設計飛機窗戶還是引擎電纜管道，製造商總要費盡心思強化開口處的結構完整性。但傳統的補強方式往往顧此失彼，反而在其他部位造成新的結構弱點。如今，普林斯頓大學與喬治亞理工學院的工程團隊開發出一項革命性技術，能讓開口處「隱形」，巧妙避開外力影響。

這項刊登在《美國國家科學院院刊》的研究，提出名為「無偏機械隱形」的創新方法。研究團隊在開口周圍佈置特殊微結構，這些經過精密計算的微型構造能同時抵禦多種外力作用，包括應力、位移或形變等。喬治亞理工學院機械工程助理教授Emily D. Sanders比喻：「就像在一塊有洞的板子上施力，應力會集中在洞口導致提早損壞。我們設計的解決方案，就是要讓這個洞『看起來不存在』。」

研究主要作者、普林斯頓大學工程學教授Glaucio Paulino指出，傳統補強方式常陷入惡性迴圈：強化某個方向的結構強度，卻在其他方向產生新的應力問題。新技術的關鍵在於像樹木的節瘤那樣，透過微結構巧妙引導外力繞過缺陷部位。

這項技術運用雙重最佳化演演算法：首先找出對結構最具威脅的外力組合，接著設計最佳微結構配置方案。Paulino教授解釋：「就像汽車行駛時，每次承受的外力都不盡相同。我們發現計算6到10種最惡劣負載狀況，就能達到最佳防護效果。」

義大利特倫託大學固體力學教授Davide Bigoni盛讚：「這項最佳化技術實現了真正的全向隱形，應用前景十分廣泛。從醫療植入物到古蹟修復，都能發揮革命性影響。」原理類似隱形戰機的電磁波隱形技術，但Paulino強調：「固體材料的方程式其實更複雜，但目標相同——讓任何彈性擾動都被『斗篷』完美隱藏。」

研究團隊特別展示微結構密度分佈圖：紅色區域密度最高，黃色居中，藍色最為稀疏。這種精確調控的梯度設計，正是實現「缺陷隱形」的關鍵所在。

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