80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  拉脹力學(xué)超材料（即負(fù)泊松比材料）在受到軸向拉伸時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向擴(kuò)張，并表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，如抗剪切、耐壓縮和抗沖擊等性能，在航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。超材料的宏觀力學(xué)屬性受控于組成微結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這意味超材料在制備后力學(xué)性能固定，缺乏自適應(yīng)能力。

  針對(duì)以上問題，哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授課題組近日在《Adv. Funct. Mater.》上發(fā)表題為“4D Printing Auxetic Metamaterials with Tunable, Programmable, and Reconfigurable Mechanical Properties”的文章。

  受生物組織卷曲、纏繞狀的膠原纖維啟發(fā)，將波浪狀韌帶引入手性結(jié)構(gòu)中并結(jié)合4D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)制備了具有力學(xué)性能（非線性應(yīng)力-應(yīng)變行為、泊松比）可調(diào)節(jié)、可編程和可重構(gòu)的拉脹力學(xué)超材料。超材料的微結(jié)構(gòu)由波浪狀韌帶和圓環(huán)節(jié)點(diǎn)組成，具備旋轉(zhuǎn)對(duì)稱特性。根據(jù)圍繞在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的韌帶數(shù)量可以分為六韌帶（圖1a,b）和四韌帶（圖1c,d）結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)（ω/l₁, l₂/l₁, R₀/l₁, t₂/l₁, t₁/l₁和2θ (2α)）決定了超材料的宏觀力學(xué)屬性。此外，幾何參數(shù)的多樣性為調(diào)節(jié)、定制超材料的宏觀力學(xué)行為創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。建立了幾何參數(shù)與宏觀力學(xué)屬性之間的關(guān)系，揭示了超材料的變形機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和泊松比的調(diào)控。力學(xué)性能和變形之間的定量關(guān)系實(shí)現(xiàn)了超材料的可編程性和可重構(gòu)性，提高了力學(xué)超材料的設(shè)計(jì)自由度和自適應(yīng)能力。

圖1 設(shè)計(jì)的具有波浪狀韌帶的拉脹超材料

  超材料的非線性力學(xué)行為具備匹配多種生物組織/器官的能力，并實(shí)現(xiàn)了具有一種幾何參數(shù)的超材料的非線性力學(xué)行為在兩種生物材料之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換（圖2）。文中還演示了該材料在柔性電子及力學(xué)/構(gòu)型均可個(gè)性化定制的醫(yī)療器械中的應(yīng)用前景（圖3）。

圖2 超材料的仿生特性。組織/器官的σ-λ曲線來源于參考文獻(xiàn)[1]

圖3 超材料在醫(yī)療器械和柔性電子中的應(yīng)用

  論文的第一作者為哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士生辛?xí)灾?/strong>，哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授和劉立武教授為共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金的大力支持。