手性多曲壳超材料

比吸能高20倍

压缩-扭转与屈曲机制协同，实现高且平稳的载荷平台，避免局部变形，同时具备可调性和重复使用性，为轻质高强防护结构提供新方案。

Liu, Xu · Wang, Xinghao · Gui-Lan, Yu · 庄茁 · 柳占立

Nature Communications 2025

参数信息

比吸能提升倍数

20 ×

能量吸收效率提升

50 %

技术优势

载荷曲线高且平稳

压缩-扭转机制将压缩变形转化为扭转变形，避免局部几何突变；同时屈曲提供高承载能力并防止局部变形，使载荷平台更高更平稳。

比吸能提高20倍

与Kresling和六边形超材料相比，比吸能（SEA）提高20倍，归因于其更高且更缓的平台阶段。

冲击防护可重复使用

多次跌落测试证明其可靠的冲击防护性能和可重复使用性。

应用场景

• 航空航天轻质防护：为航空航天结构提供轻质高强的冲击防护，替代传统笨重防护材料。
• 碳纤维复合材料：可作为碳纤维复合材料的芯材，利用其高比吸能和可调性提升整体耐撞性。
• 高级陶瓷与复合材料：为先进陶瓷与复合材料提供吸能缓冲层，减少局部应力集中和破损。
• 机械工程：可用于机械防护结构设计，通过几何调谐实现定制化的能量吸收特性。