力学超材料的构筑及其超常新功能

摘要

力学超材料是具有反直觉力学性质的人工微结构,其性能取决于人工原子的几何结构而不是材料组分.典型的力学超材料通常与4个弹性常数相关联:杨氏模量E,剪切模量G,体模量K和泊松比v.按所调控弹性常数的不同,将几何结构种类繁多的力学超材料分类为负泊松比拉胀材料(v＜0,G＞＞K)、剪切模量消隐五模式反胀材料(G＜＜K)、负压缩性材料(-4G/3 ＜K＜0)、模式转换可调刚度材料(E)、低密度超强仿晶格材料(E/p)、负热膨胀材料.基于人工品格结构和手性/反手性几何结构单元,扼要地论及在人工几何构筑方面的基本情况,以及不同构型与超常力学性能之间的联系.从而为拓展力学超材料的研究领域提供了系统性的架构,展望了面向3D打印技术制备的力学超材料的发展前景.