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力學超構材料是一種具有負泊松比、可變形、拓撲保護、多穩(wěn)態(tài)、強密度比和能量吸收等，多種先進功能的人工材料。其中，柔性超構材料使用可變形構件來實現不同尋常和可調節(jié)的力學性能。這種力學響應依賴于按需變形路徑，該路徑消耗相對較低的彈性能。設計這類路徑的一個有用且廣泛適用的范例利用了其彈性能為零的極限，這些路徑隨后成為零能模態(tài)。到目前為止，基于這種原理的柔性超構材料是單?；蚨嗄?。一方面，單模超構材料具有單一的零能模態(tài)和單一的功能，這通常是魯棒的，并且易于通過簡單的致動協(xié)議進行控制，也就是說，該協(xié)議需要單一的驅動，例如單軸壓縮；另一方面，多模超構材料具有大量零能模態(tài)，隨著系統(tǒng)尺寸的增加而增加。這些多個零模態(tài)的存在原則上提供了多種可能的功能，但實際上很難控制。也就是說，它們需要復雜的驅動協(xié)議（協(xié)議需要多個驅動器）才能成功執(zhí)行。

近日，荷蘭阿姆斯特丹大學和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的Aleksi Bossart團隊介紹了一類低模超構材料，這些材料提供了一些可以在單軸壓縮下進行選擇性控制的不同特性。他們引入了一個包含各種超構材料系列的組合設計空間，這些族包括單模的（具有單個零能變形模態(tài)）；低模的（具有恒定數量的零能變形模態(tài)）和多模的（具有許多零能變形模態(tài)），其數量隨著系統(tǒng)尺寸的增加而增加。使用邊界紋理和粘彈性來確認低模超構材料的多功能性質。特別是，實現了一種超構材料，在有限的應變范圍內，低（高）壓縮率的泊松比為負（正），即可以根據壓縮的速度在側面收縮或膨脹。

這種低模超構材料能夠在單一結構中承載多種力學響應，這為多功能材料和設備（如在機器人和能量吸收等領域）的發(fā)展鋪平了道路。