基於拓撲摺紙和剪紙藝術的超材料橫空出世啦

科技 04-19

材料牛註：研究者們基於拓撲摺紙和剪紙技術首次研發了一種新型超材料，其具有泊松比、曲率和通過幾何標準可調節的性能。

（據物理學家組織網站）一些由荷蘭的萊頓大學、康奈爾大學和馬薩諸塞大學的組成的研究者們首次研發了基於拓撲摺紙和剪紙技術的超材料。在該團隊發布的文章中，研究人員介紹了他們的技術和這種材料的益處。

過去的數年來，研究者們在找尋研發超材料的新方法過程中，發現這些材料具有形狀可調的性能，因此他們對日本的摺紙和剪紙藝術日益產生興趣。數千年的紙藝術使其具有卓越的性能，（同時這項古代藝術也可以研發出具有泊松比、曲率和通過幾何標準可調節性能的超材料），如今，研究者們期望將之應用到新的超材料的研發上。在這項新的研發過程中，研究者們運用摺紙知識來創建一種超材料，使其具有在一個邊緣上很柔軟，而另一邊緣上保持堅硬的性質，即僅由單一材料製備的兩種截然不同的拓撲相。

這項研究工作是兩年前由賓夕法尼亞州立大學的一個團隊研究的延伸，該團隊基於量子力學中的拓撲狀態提出了「拓撲機制」的概念。研究者們發現了簡單的力學結構可以被極化，從這種意義上說，也就是一側軟而另一側硬。

研究者們報道他們的超材料是通過節點鉤住塑料的四角結合在一起製備的，最終形成了一個長而薄的矩形。從末端擠壓這種結構使其形成褶皺，這種褶皺從一端的柔軟慢慢地過渡到另一端的剛硬。該團隊表明更大的材料只能通過剪紙技術來製備，即剪出特定的部分。他們建議其他材料可以通過類似的用於機械或工業的技術來研發。

該研究成果已經發表在Physical Review Letters

本文由材料人網編輯部王宇提供素材，Star編譯

本文來源：

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