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通過合理設(shè)計(jì)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，超材料可以來(lái)實(shí)現(xiàn)天然或者化學(xué)合成材料所不具備的獨(dú)。特物理特性（機(jī)械、電磁、聲學(xué)等），吸引了研究人員的廣泛關(guān)注。雖然*的3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超材料復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速精確制備，實(shí)現(xiàn)其特殊的物理特性，但是傳統(tǒng)的3D打印材料主要是聚合物，陶瓷等，這大大限制了超材料的應(yīng)用前景。而石墨烯由于其優(yōu)異的理化性質(zhì)，可以作為超材料的組分材料，賦予超材料多功能性和廣闊的應(yīng)用前景。最近，西北工業(yè)大學(xué)的官操課題組等人在國(guó)際期刊《Small》雜志上發(fā)表題為“3DPrintedGra...

自然界中的許多輕質(zhì)生物材料同時(shí)具有多種優(yōu)異的力學(xué)性能，例如高模量、高強(qiáng)度、高斷裂韌性和損傷容限等。研究表明，這些生物材料優(yōu)異的力學(xué)性能與其多層級(jí)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。近些年，多層級(jí)的設(shè)計(jì)策略被成功地應(yīng)用到三維力學(xué)超材料的構(gòu)筑設(shè)計(jì)和制備中，但是目前這些三維多層級(jí)力學(xué)超材料主要是采用桁架作為材料的基本單元。另一方面，在許多無(wú)法事先判斷載荷方向的應(yīng)用場(chǎng)景下，人們往往期望結(jié)構(gòu)材料具有各向同性，原因在于各向異性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)可能僅在某一方向或某些方向上承載能力較強(qiáng)，而在其他方向的載荷作用下則很容...

近年來(lái)，作為一種可調(diào)控波相位、極化方式、傳播模式的超薄聲學(xué)人工表面結(jié)構(gòu)，聲學(xué)超構(gòu)表面(Acousticmetasurfaces)可以實(shí)現(xiàn)許多新奇的波控功能，在吸聲降噪、醫(yī)學(xué)超聲、聲波器件、探測(cè)、通信等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而，絕大多數(shù)聲學(xué)超構(gòu)表面都面臨突出的窄帶和功能色散問題，且主動(dòng)調(diào)控的手段也存在功能色散、低可靠性、高系統(tǒng)復(fù)雜度和高制造成本等諸多挑戰(zhàn)。更重要的是，可重構(gòu)超構(gòu)表面雖可保證離散頻率下波動(dòng)功能，但不太可能適用于含多個(gè)頻率的寬帶入射波包。因此，從工程應(yīng)用的角度...

金魚藻具有獨(dú)。特的莖和葉的氣孔，其莖葉呈帶狀，寬度小于0.5mm，有利于在日照和空氣有限的情況下有效進(jìn)行光合作用（圖1a-c）。此外，金魚藻莖葉上的氣孔不僅能與周圍環(huán)境交換氣體進(jìn)行呼吸，還能阻止外界水流的流入，這對(duì)金魚藻在水下的生存至關(guān)重要。圖1.一種仿生功能開放細(xì)胞。(a)金魚藻。(b)金魚藻表面覆蓋著獨(dú)。特的氣孔。(c)金魚藻表面單氣孔示意圖。(d)利用PμSL3D打印技術(shù)制備仿生開孔細(xì)胞。受此啟發(fā)，湖南大學(xué)王兆龍副教授、段輝高教授與中科院理化所董智超研究員，東南大學(xué)陳永...

靈敏度高、線性傳感范圍寬的柔性壓力傳感器在機(jī)器人觸覺、健康監(jiān)測(cè)、可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。構(gòu)筑微結(jié)構(gòu)可以提高傳感器的靈敏度，但由于軟材料在壓力作用下的結(jié)構(gòu)硬化問題使傳感器的響應(yīng)逐漸飽和，導(dǎo)致器件呈現(xiàn)較窄的傳感范圍和顯著的非線性響應(yīng)。針對(duì)這一問題，來(lái)自南方科技大學(xué)的郭傳飛教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了由微穹頂陣列與帶有次級(jí)微柱的微穹頂（分級(jí)微穹頂）陣列而形成的一種分級(jí)互鎖結(jié)構(gòu)，有效提升界面結(jié)構(gòu)的可壓縮性，顯著降低結(jié)構(gòu)硬化，實(shí)現(xiàn)柔性壓力傳感器的高靈敏度（49.1kPa-1）、線性響應(yīng)（相關(guān)系數(shù)...

人們經(jīng)常向往能夠擁有魔法，以實(shí)現(xiàn)各種神奇的操作比如隔空操控、隔空取物，即在不主動(dòng)觸碰某個(gè)物體的情況下，用類似意念的超能力操控物體移動(dòng)，多用于神話科幻電影或小說。正所謂，科技來(lái)源于想象，想象力是推動(dòng)人類走向物種最頂端的原動(dòng)力。而當(dāng)科技發(fā)展到一定程度時(shí)，這種對(duì)于超能力的向往、對(duì)神奇操作的想象有時(shí)也會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。2022年8月26日，國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》（NatureCommunications）報(bào)道了北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院仿生機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)文力課題組在軟體機(jī)器人...

近年來(lái)，作為一種可調(diào)控波相位、極化方式、傳播模式的超薄聲學(xué)人工表面結(jié)構(gòu)，聲學(xué)超構(gòu)表面(Acousticmetasurfaces)可以實(shí)現(xiàn)許多新奇的波控功能，在吸聲降噪、醫(yī)學(xué)超聲、聲波器件、探測(cè)、通信等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。然而，絕大多數(shù)聲學(xué)超構(gòu)表面都面臨突出的窄帶和功能色散問題，且主動(dòng)調(diào)控的手段也存在功能色散、低可靠性、高系統(tǒng)復(fù)雜度和高制造成本等諸多挑戰(zhàn)。更重要的是，可重構(gòu)超構(gòu)表面雖可保證離散頻率下波動(dòng)功能，但不太可能適用于含多個(gè)頻率的寬帶入射波包。因此，從工程應(yīng)用的角度...

億萬(wàn)年的進(jìn)化賦予了天然生物材料（如骨骼、樹木）極其精妙的多級(jí)、多尺度結(jié)構(gòu)。得益于此，即使其基本構(gòu)筑單元的種類有限且性能平平，此類生物材料仍表現(xiàn)出一系列優(yōu)異性能和復(fù)雜功能，因此也成為科研界開發(fā)具有卓。越性能及功能的*材料的靈感來(lái)源。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，研究人員已通過自組裝、模板導(dǎo)向及3D打印等方法制備出了多種具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的仿生材料。然而，對(duì)于多級(jí)結(jié)構(gòu)的控制往往局限于宏觀或微觀尺度范圍內(nèi)，而涵蓋納米到宏觀尺度的多級(jí)結(jié)構(gòu)的可控制備鮮有工具。近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院丘陵副教授與...