应变工程的可编程3D自折叠结构

三维(3D)结构的自组装，通过弯曲、扭曲、折叠和屈曲，已经引起了物理学家、数学家、化学家和生物学家的广泛兴趣。本文利用应变工程和几何挫折作为一种随需应变的策略来制造具有可编程多稳定性的自发滚动“折纸”结构。通过实验、理论和有限元模拟，证明了应变工程双层结构可以从单稳定的双弯曲形状过渡到中性稳定的可展开结构，这取决于通过板的几何形状和失配应变确定的无量纲参数。此外，边缘附近的双弯曲区域由于边缘效应在决定应变双层的最终弯曲方向上起着重要的作用。本文进一步提出了一种应变工程方法，通过对双层单元的几何形状、失配应变和力学特性进行编程来生成各种三维结构，例如自折叠巴基球结构。这些设计原则在构建跨多个长度尺度的自部署、刺激负责和多功能设备方面具有广泛的应用前景。

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