手性扭转屈曲超材料

弹性能量密度倍增

通过自由旋转手性元胞引发的扭转屈曲变形,在不牺牲刚度与强度的前提下大幅提升可恢复弹性能量存储能力。

方鑫 · 郁殿龙 · 温激鸿 · Dai, Yifan · Begley, Matthew R. · Gao, Huajian · Gumbsch, P.

Nature 2025

参数信息

屈曲强度提升倍数
5-10 ×
焓值提升倍数
2-160 ×
单位质量能量提升倍数
2-32 ×

技术优势

应变更大不失效

扭转屈曲模式对峰值应力的影响很小,因此材料在更大变形下仍可恢复而不失效。

储存更多能量

手性触发的扭转屈曲储存了大量额外能量,使焓值和单位质量能量成倍提升。

刚度强度不减

与现有非手性晶格相比,未优化的手性超材料同时维持高刚度并提升屈曲强度。

应用场景