研究人员是怎么造出这种能保留记忆的超材料的？

记忆超材料“查科”变革计算方式

来自特拉维夫大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员开发了一种新型机械超材料，它能记住对其执行的动作顺序，就像计算机按照指令序列进行操作一样。与无论顺序如何都对一系列外部操作以相同方式响应的普通材料不同，这种名为“查科”的新型超材料（以新墨西哥州查科峡谷的考古遗址命名）表现出依赖于历史的行为，从而为存储记忆、机器人技术甚至机械计算等领域的激动人心应用开辟了道路。

该研究由特拉维夫大学的查维瓦·西罗特-卡茨、多尔·绍哈特、卡尔·梅里根博士、约阿夫·拉希尼教授和亚伊尔·肖克夫教授以及洛斯阿拉莫斯国家实验室的克里斯蒂亚诺·尼索利博士领导。

这种超材料有何独特之处？

超材料是由比原子或分子大得多的构造块制成的设计结构。超材料的物理特性主要由这些构造块的空间排列决定。本研究聚焦于一种机械超材料，它由一系列在压缩下容易弯曲的柔性梁组成。为了获得独特特性，研究人员构建了一种具有固有受挫特性的超材料——即梁的几何排列不允许所有梁都像每根梁期望的那样同时响应外部压力。“这种材料就像一种机械存储记忆装置，能够记住输入序列”，特拉维夫大学参与该研究的博士生多尔·绍哈特解释道。

“它的每个机械构造块都有两种稳定状态，就像单个内存位一样”，绍哈特说。

查科记忆的秘密在于其独特设计，灵感来自磁性系统中发现的受挫概念，而磁性系统以记忆特性而著称。与几何受挫阻止磁铁达到简单有序状态的方式类似，查科的构造块以某种方式排列，阻止它们轻易进入有序的低能量配置。这种受控的受挫产生了大量可能的属性状态，使材料能够记住它所经历的动作序列。“通过精心设计材料的几何形状，我们可以控制其对外力的响应方式”，另一位参与研究的博士生查维瓦·西罗特-卡茨补充道。

“这使我们能够在简单有序的结构中创造出无序和复杂行为”，西罗特-卡茨说。