学术前沿 | 多功能和可重新编程的 4D 像素机械超材料

主要观点总结

本文介绍了具有多功能和可重编程特性的像素力学超材料（PMM）的开发及其特性。该超材料通过排列未耦合的约束单个模力学像素（MP）实现，具有多种非凡机械性能之间的可控转换。使用形状记忆聚合物和4D打印技术增强了其可编程性，设计自由度得到了极大的丰富。该超材料在隔振器件和能量吸收器件方面有着广泛的应用前景。

关键观点总结

关键观点1: 超材料的物理特性及局限性

传统机械超材料的物理特性被永久编程到其周期性的互连配置中，缺乏模块化、可扩展的制造和可编程性。难以满足多种独立的非凡机械性能的需求。

关键观点2: 像素力学超材料（PMM）的特性

PMM通过排列未耦合的约束单个模力学像素（MP）开发，具有多功能和可重编程特性。每个MP可在两种非凡的机械性能之间进行受控转换，具有32个独立且可逆的室温编程配置。

关键观点3: 超材料的可编程性和制造扩展性

形状记忆聚合物和4D打印技术增强了超材料的可编程性。通过榫眼和榫头设计，实现了可扩展的制造和模块化超材料。

关键观点4: 超材料的应用前景

超材料在隔振器件和能量吸收器件方面有着广泛的应用前景。例如，通过控制模块之间的闭合，设计了六个不需要持续外力的标准数字逻辑门。

关键观点5: 研究的亮点

开发的超材料实现了多稳态变形和压缩扭转变形之间的受控过渡。利用榫眼和榫头的设计思想展示了其在能量吸收器件中的应用前景。