可编程力学超材料

定制非线性力-位移曲线

通过阵列化的多稳态模块，将任意目标力-位移曲线分解为余弦曲线和常数曲线，仅调节模块振幅即可对材料力学行为进行编程与重编程。

Lin, Xin · 潘飞 · 马永 · Yang, Kang · Wu, Zihong · 管娟 · Ding, Bin · 刘彬 · 向锦武 · 陈玉丽

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2023

技术优势

任意曲线快速编程

任意目标力-位移曲线都可以分解为多个余弦曲线和一个常数曲线，只需调整模块振幅就能快速实现目标响应。

可重编程

仅通过振幅调制，不同的目标曲线形状可以快速重新编程，无需重新设计结构。

宏微尺度皆宜

该策略已在宏尺度磁晶格原型和微尺度刻蚀硅晶片原型上得到验证，适用于多种尺度。

应用场景

• 力学超材料设计：用统一的模块化方法设计任意非线性力学响应，替代逐案例优化。
• 可编程结构：通过调振幅即可改变力-位移曲线，结构无需重新制造。
• 智能减振：可定制非线性刚度曲线，实现宽带或特定频率的振动抑制。