在多晶材料–具有许多晶体的材料中–原子平面的排列是随机的，因此当剪切力在特定方向上时，裂缝在遇到晶体时会减慢或停止，此外，可以用于强化材料的相，沉淀物或夹杂物的形式引入不同的材料，这些材料也有助于抑制裂纹扩展。

　　科学家们特意在3D打印的塑料和金属格子中引入看起来像瑕疵的东西，以使它们变得更强。这种策略在较大范围内模拟了冶金学里的结构组成，可以增强正常结晶材料的机械性能，结构化材料的晶格结构类似于晶体中的原子排列。

　　研究人员创造了一种模仿多晶结构的材料–也就是说，在这种材料中，材料被分解成具有不同晶格取向的“晶粒”，而不是单一的规则晶格结构。

　　科学家们正在创造改变材料的设计方式，其中还创造了“元晶”的名称。由这些偏晶体制成的零部件的实验测试已经证明它们的机械强度非常高，其中多晶体材料能够承受几乎七倍于失效前的能量，超越了模仿单晶结构的材料。

　　由节点和支柱的周期性排列组成的架构材料是轻质的，并且可以表现出在常规材料不存在的性能组合（例如负泊松比）。这些材料具有很高的耐损伤性能，并且具备很高的韧性，这提高了材料对外部负载的承受能力。

　　在另一种方法中，科学家们模仿了一种称为沉淀硬化的技术，这种技术通常用于制造高性能合金。他们还研究了双相晶格（模仿钢）的技术。科学家们推测，3D打印可以用于给结构提供与超弹性材料相同的可逆应力诱导相变–在需要对变形恢复的情况下，这是一种理想的特性。

　　科学家们一共探索了三种截然不同的材料，需要三种不同的3D打印技术。正如所料，这些材料的特性很重要。根据伦敦帝国理工学院的Minh-SonPham博士，这种元晶体方法可以与多材料3D打印的最新进展相结合，为开发新型先进材料开辟新的研究前沿，这些材料重量轻，机械强度高，具有推动未来低碳技术发展的潜力。

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