南洋理工大学王一凡课题组Science Advances：基于键重构的颗粒力学超材料

主要观点总结

新加坡南洋理工大学王一凡教授团队提出了一种基于可调双稳态的颗粒力学超材料，该材料能通过机械压缩和热刺激实现颗粒间连接键的动态形成与断裂，从而在离散和组装两种状态之间转变。这项研究为智能机器人、自适应建筑和柔性电子等领域提供了新的应用方向。

关键观点总结

关键观点1: 动态键重构能力

赋予力学超材料类似生物材料和聚合物的动态键重构能力，实现其结构可重构、性能可调控、功能多样化的能力。

关键观点2: 可调双稳态颗粒力学超材料

通过机械压缩和热刺激，颗粒间连接键能够在颗粒力学超材料中形成与断裂，使材料能够在离散和组装两种状态之间转变。

关键观点3: 自适应可重构变形与力学性能调控

展示该材料的自适应可重构变形，以及力学性能的可调控。

关键观点4: 群体行为

通过引入带驱动模块的主动颗粒，实现了颗粒力学超材料的群体行为，如定向移动、物体捕获和跨越障碍等。

关键观点5: 潜在应用领域

颗粒力学超材料有望在智能机器人、自适应建筑和柔性电子等领域开辟新的应用方向。

文章预览

在自然界中，生物材料能够根据不同的外界刺激动态地重构其内部结构，进而展现出非凡的能力。例如，可重构的蛋白质组装以及细胞膜的融合与分裂。同样，具有动态键合特性的合成聚合物也能通过键的重构展现出独特的性质，例如自我修复和可回收性。这些转变的本质在于分子间键的动态形成与断裂。然而，相比之下，力学超材料尽管已经发展数十年，却很少能够实现动态可重构。它们一旦被加工制备，其组成元胞间的连接方式就被固定，无法通过外界激励动态改变，限制了其可重构性以及在不同工况下的适应性。这引出了一个问题：能否赋予力学超材料类似生物材料和聚合物的动态键重构能力，从而实现其结构可重构、性能可调控、功能多样化的能力呢？ 针对上述问题和挑战， 新加坡南洋理工大学 王一凡教授 团队 提出了一种基于可调双 ………………………………