日前，美國(guó)田納西大學(xué)和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的科學(xué)家們?cè)俅魏献鏖_發(fā)一項(xiàng)突破性技術(shù)——不過這次的研究思路卻來(lái)自一對(duì)高中學(xué)生的靈感。

在工程老師Melinda Hamby的指導(dǎo)下，來(lái)自田納西州莫夫里斯波洛Central Magnet高中的兩位高年級(jí)學(xué)生Max Lamantia和Devin Schafer提出了一種新型釘子的概念，來(lái)解決釘子隨著時(shí)間的推移往往會(huì)從木頭中退出來(lái)的問題，這個(gè)問題由來(lái)已久，但是很少有人認(rèn)真思考過它。

“我們?cè)犝f(shuō)幾個(gè)朋友抱怨稱，由于他們庭院中的木質(zhì)平臺(tái)里的釘子退出了出來(lái)，因此在上面走路有點(diǎn)危險(xiǎn)。”Lamantia說(shuō)。因此他們希望找到一種既方便又便宜的解決方案。

最終，這兩位學(xué)生拿出了一個(gè)新設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)被稱為自鎖釘，它主要是模仿空尖彈的形狀和樣式。在對(duì)這種釘子之前的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究之后，Lamantia和Schafer又給它加上了一點(diǎn)特殊的設(shè)計(jì)：在釘子頭部邊緣增加了一圈牙齒狀的東西?！爱?dāng)我們比較不同的創(chuàng)意時(shí)，有兩個(gè)我們都很喜歡?！盨chafer說(shuō)：“于是我們決定把這兩個(gè)結(jié)合起來(lái)制造出成品?！?/p>

去年的時(shí)候，Lamantia參加了一次由田納西大學(xué)主辦的科技活動(dòng)2015州長(zhǎng)工程學(xué)校（2015 Governor’s School for Engineering），在那里他遇到了該校材料科學(xué)系的教授Kurt Sickafus和Tai-Gang Nieh。

通過這次一面之緣，Lamantia和Schafer后來(lái)又在今年一月份聯(lián)系了這兩位教授，請(qǐng)教如何原型、測(cè)試和制作自己的釘子。

“Central Magnet高中、UT和ORNL之間的這次成功合作展示了我們的州長(zhǎng)工程學(xué)校項(xiàng)目是如何有效地促進(jìn)了田納西州下一代工程師和專業(yè)技術(shù)人員的成長(zhǎng)的?！盨ickafus說(shuō)。

作為這個(gè)項(xiàng)目的共同導(dǎo)師，Sickafus和Nieh認(rèn)為3D打印可能是原型開發(fā)的最佳途徑，為此他們又找到了UT-ORNL聯(lián)合Governor教席增材制造教授Suresh Babu，后者是這一領(lǐng)域的專家。Babu與位于ORNL的美國(guó)能源部制造展示中心、UT研究生Sarah Jane Foster、ORNL的研發(fā)人員Fred List III，以及科技實(shí)習(xí)生Keith Carver一起接受了這項(xiàng)挑戰(zhàn)，他們使用了一種被稱為選擇性激光熔融的技術(shù)來(lái)制造出如今被稱為L(zhǎng)amantia-Schafer自鎖釘?shù)牟讳P鋼原型。

“無(wú)論是對(duì)于我們的學(xué)生還是學(xué)校，與UT和ORNL的合作經(jīng)驗(yàn)都非常寶貴?！盚amby說(shuō)：“它不僅通過技術(shù)指導(dǎo)和原型制造為Devin和Max提供了幫助，同時(shí)也驗(yàn)證了我們?cè)趯W(xué)校開發(fā)項(xiàng)目中教授的設(shè)計(jì)過程。”

給項(xiàng)目的下一步是完成這枚釘子原型的性能測(cè)試，并通過一種材料選擇分析來(lái)優(yōu)化該自鎖釘?shù)墓δ堋?/p>