用剛性顆粒增強(qiáng)的橡膠用于大批量應(yīng)用，包括輪胎、減震器、皮帶和軟管。許多應(yīng)用需要高模量來抵抗過度變形，

并需要高疲勞閾值來抵抗循環(huán)載荷下的裂紋擴(kuò)展。眾所周知，這些顆?？梢詷O大程度提高模量，但不會提高疲勞閾值。

例如，在天然橡膠中添加碳顆?？墒蛊淠Ａ刻岣咭坏絻蓚€數(shù)量級，但無論是否增強(qiáng)，其疲勞閾值幾十年來一直保持在

大約100Jm^?2。

[圖片來自網(wǎng)絡(luò)]

　　鑒于此，美國哈佛大學(xué)鎖志剛教授與Yakov Kutsovsky教授通過多尺度應(yīng)力分散來放大顆粒增強(qiáng)橡膠的疲勞閾值。

他們合成了一種橡膠，其中高度纏結(jié)的長聚合物與剛性顆粒牢固粘合。在裂紋邊緣，應(yīng)力在兩個長度尺度上分散：首先

通過聚合物，然后通過顆粒。這種橡膠的疲勞閾值約為1000Jm^?2，提高了10倍。由這種橡膠制成的安裝座和夾具可

承受高負(fù)載，并能在重復(fù)操作中防止裂紋擴(kuò)展。多尺度應(yīng)力分散擴(kuò)大了材料性能的空間，為減少聚合物污染和構(gòu)建高

性能軟機(jī)器打開了大門。相關(guān)研究成果以題為“Multiscale stress deconcentrate ion amplifies fatigue resistance

 of rubber”發(fā)表在《Nature》上。