能量耗散

能够发生较大非弹性变形的软材料在刚度、强度和韧性相结合的高性能珍珠岩型建筑材料中发挥着至关重要的作用。这些建筑用材料中由玻璃或陶瓷制成的刚性‘积木’缺乏非弹性变形能力，从而依靠粘合在这些积木上的软界面材料来实现大变形和高韧性。在此，我们提出了将具有牺牲键和隐藏长度的微结构热塑性纤维嵌入到广泛使用的弹性体中，在软材料中实现大的非弹性变形和高能耗的概念。微结构光纤是利用商用3D打印机上熔融的聚碳酸酯( PC )螺纹的流体-机械不稳定性来制备的。聚二甲基硅氧烷( PDMS )树脂浸润在纤维周围，固化后形成软复合材料。通过断裂试验分析了复合材料的破坏机理和损伤容限。发现高能量耗散与牺牲键和弹性体基体的多重断裂事件有关。与纯弹性体相比，将微结构纤维与直纤维复合后，弹性体的刚度提高了α = 17倍，失效总能量提高了α = 7倍。我们的发现将牺牲键和隐长度增韧机制应用于微观尺度的软材料中，将有助于开发具有高性能的仿生层合复合材料。