日前,我院“结构设计计算与可靠性研究”研究生导学团队在机械超材料领域取得重要研究进展,研究以“Mechanical Metamaterial With Shape-Encoded Reprogrammable Properties”为题发表在国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区TOP,影响因子2026:19)。该团队由李志强教授负责,论文第一署名单位为太原理工大学,第一作者为我院硕士研究生王晓婷,辛立彪老师、李志强老师和宾夕法尼亚大学李艳滨博士为论文共同通讯作者。

可控变形超材料因其具有可编程力学性能功能,在航空航天、生物工程、机械工程等领域展现出广阔的应用前景。然而,现有变形超材料难以系统建立形状与力学性能间的一一映射关系。受中国传统榫卯工艺启发,本文提出了一种基于力学相互作用的构建策略,用于实现具有高度可重构性的变形超材料。该材料能够精确形变为数学定义的任意复杂曲面,重构后的形状与特定力学响应之间形成唯一且稳定的对应关系。利用这一形状——性能耦合特性,本文进一步展示了该材料在适应性能量吸收、多功能稳定力学记忆以及可刷新盲文触觉显示器等多个场景中的应用潜力,为可控变形超材料的设计提供了新路径。

图1 可重构形状—性能编码力学超材料
初审:辛立彪
复审:李志强
终审:王银兵