想象一下拉长方形橡胶的长端。它应该会变窄变薄。但如果它反而变宽变厚了怎么办?现在，将长端向内推。如果橡胶变窄变薄了怎么办?

这种违背常识的材料确实存在。它们被称为膨胀材料，具有一系列独特的性质，非常适合制作运动鞋鞋垫、防弹建筑、汽车保险杠和服装。

尽管潜力巨大，但膨胀产品上市速度缓慢。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 和芝加哥大学的研究人员希望改变这一现状。

在npj Computational Materials上发表的一项新研究中，他们宣布开发了一种新工具，可以更轻松、更快速地设计具有膨胀特性的材料。作为一种算法，该工具可以实现膨胀材料的精确三维设计。

“这对膨胀材料来说是一个巨大的进步，”NIST 材料研究工程师、研究合著者 Edwin Chan 表示。“我们实际上可以优化材料，使其具有您想要的任何特定机械性能和行为。”

弹性材料的行为部分由泊松比描述，它解释了材料在一个方向上拉伸或挤压时形状如何改变。

大多数材料的泊松比为正，这意味着在一个方向上挤压它们会使它们在另一个方向上变宽和/或变厚。拉伸它们会使它们变窄和/或变薄。

拉胀体的泊松比为负值，其作用恰恰相反。

冲压非膨胀材料时，材料会变薄并横向膨胀。冲压膨胀材料时，材料会聚拢并变窄。在适当的情况下，这可以提供更大的抗冲击能力。