高度可拉伸的3d建筑机械超材料

高度可拉伸的3d建筑机械超材料

摘要:具有三维自由结构和高拉伸性的软材料在许多工程应用中都是非常理想的，从缓冲调制器、软机器人到可拉伸电子产品;然而，制造和基本机制在很大程度上都是难以捉摸的。在这里，我们克服了制造困难，并报告了一类机械超材料，不仅具有3D自由形式晶格结构，而且具有超高的可逆拉伸性(应变> 414%)，比具有类似3D结构复杂性的现有同类材料高出4倍。这种由高度可拉伸弹性体制成的微结构超材料是通过增材制造技术、投影微立体光刻及其后处理技术实现的。通过制备的超材料，我们揭示了它们奇特的力学行为:在大应变拉伸下，无论结构类型如何，它们的模量与密度都遵循线性标度关系，与现有工程材料的结构相关模量幂律形成鲜明对比;在大应变压缩下，它们呈现可调的负刚度，从而实现超高的能量吸收效率。为了利用其非凡的拉伸性和微观结构，我们证明了这种超材料在轻量化和柔性结构连接器、超高效阻尼器、3D网格修复结构和具有设计的3D各向异性电导率的可拉伸电子设备方面开辟了许多应用途径。

姜艳辉，王启明，高可拉伸三维结构机械超材料，科学通报，6,34147,2016。

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