Lightweight Self‐Forming Super‐Elastic Mechanical Metamaterials with Adaptive Stiffness

材料科学 超材料 刚度 各向同性 各向异性 弹性(物理) 复合材料 线弹性 机械负荷 结构工程 光学 有限元法 光电子学 物理 工程类
作者
Rui Wu,Peter Roberts,Shida Lyu,Fei Zheng,Constantinos Soutis,Carl Diver,Dekai Zhou,Longqiu Li,Zongquan Deng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (6) 被引量:23
标识
DOI:10.1002/adfm.202008252
摘要

Abstract Scarcity of stiff, yet compliant, materials is a major obstacle toward biological‐like mechanical systems that perform precise manipulations while being resilient under excessive load. A macroscopic cellular structure comprising two pre‐stressed elastic “phases” is introduced, which displays a load‐sensitive stiffness that drops by 30 times upon a “pseudoductile transformation” and accommodates a fully recoverable compression of over 60%. This provides an exceptional 20 times more deformability beyond the linear‐elastic regime, doubling the capability of previously reported super‐elastic materials. In virtue of the pre‐stressing process based on thermal‐shrinkage, it simultaneously enables a heat‐activated self‐formation that transforms a flat laminate into the metamaterial with 50 times volumetric growth. The metamaterial is thereby inherently lightweight with a bulk density in the order of 0.01 g cm −3 , which is one order of magnitude lower than existing super‐elastic materials. Besides the highly programmable geometrical and mechanical characteristics, this paper is the first to present a method that generates single‐crystal or poly‐crystal‐like 3D lattices with anisotropic or isotropic super‐elasticity. This pre‐stress‐induced adaptive stiffness with high deformability could be a step toward in situ deployed ultra‐lightweight mechanical systems with a diverse range of applications that benefit from being stiff and compliant.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
5秒前
个性的紫菜应助123321采纳,获得50
6秒前
解泽星完成签到,获得积分10
7秒前
Eyrie2001完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
端庄洪纲完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
ysssbq完成签到,获得积分10
13秒前
leo给leo的求助进行了留言
13秒前
微霞完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
小蘑菇应助Bethune采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
杳鸢应助内向小懒猪采纳,获得10
16秒前
lxr8900发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
22秒前
唐唐发布了新的文献求助10
23秒前
希望天下0贩的0应助小树采纳,获得10
24秒前
1234发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
小马甲应助Bethune采纳,获得10
27秒前
高大的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
蹦擦擦发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
35秒前
36秒前
iNk应助Lee采纳,获得10
37秒前
37秒前
俺爱SCI完成签到,获得积分10
38秒前
蜗牛发布了新的文献求助10
38秒前
帅玉玉发布了新的文献求助10
39秒前
GEM完成签到,获得积分20
42秒前
43秒前
蹦擦擦完成签到,获得积分10
43秒前
斯文败类应助小小小珂卿采纳,获得10
43秒前
45秒前
46秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
Impiego dell’associazione acetazolamide/pentossifillina nel trattamento dell’ipoacusia improvvisa idiopatica in pazienti affetti da glaucoma cronico 900
錢鍾書楊絳親友書札 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3297381
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2932792
关于积分的说明 8459595
捐赠科研通 2605614
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1422455
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 661383
邀请新用户注册赠送积分活动 644729