Kirigami热膨胀超材料

热膨胀系数跨越−2354.3至3006.7 ppm/°C

基于单自由度Kirigami多面体，实现各向同性和正交各向异性负/零/正热膨胀的宽范围可编程设计，各方向热膨胀可独立定制。

Gu, Yuanqing · Wei, Zhibo · Wei, Guowu · You, Zhong · 马家耀 · 陈焱

Advanced Materials 2024

参数信息

热膨胀系数范围（各向同性）

-2354.3 ~ 3006.7 ppm/°C

零热膨胀（各向同性）

0 ppm/°C

技术优势

超宽范围可编程

CTE从−2354.3到3006.7 ppm/°C连续可调，覆盖负、零、正热膨胀，远超现有材料。

各方向独立定制

正交各向异性设计中，三个正交方向可分别指定负、零或正热膨胀，互不影响。

零膨胀方案灵活

零热膨胀可由同质或异质拼接实现，为实际工程提供多种设计路径。

应用场景

• 空间光学系统：抵消温度波动导致的光学表面变形，保持成像精度。
• MEMS器件：实现微结构热失配补偿，提升器件热稳定性。
• 精密仪器：作为结构件消除热漂移，维持仪器尺寸恒定。
• 智能结构：赋予结构热致变形可控性，实现形状自适应调节。