自锁颗粒超材料

流态变刚体

一种由带钩椭球颗粒组成、无需外部束缚即可在受力时从流动态转变为刚态的可重复使用防护材料。

Liu, Tongtong · 曹宁 · Shen, Yue · Kailun, Wang · Guo, Yongbin · 张扬 · Xiang, Li · 吴颖

Science Advances 2026

技术优势

延展性大幅提升

拉伸时钩子依次脱开，避免突然脆断，失效过程分步进行。

剪切变刚承载

低阻力流动态在钩子接合后转变为刚性固态，提供承载能力。

无需外部包装

结构自锁形成整体，可直接保护脆弱载荷，不像泡沫需要额外包装。

可重复使用

钩子弹性变形而非塑性变形，颗粒加载后保持完整，可再次使用。

应用场景

• 冲击防护：高耗能吸收冲击，保护脆弱物体免于损坏。
• 脆性载荷保护：自锁结构无需包装即可直接包裹脆弱载荷。
• 可重复使用缓冲材料：弹性颗粒加载后保持完整，可反复缓冲使用。
• 自适应结构：加载时从流动态变刚态，自适应不同工况。