近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)龔興龍、鄧華夏教授團(tuán)隊(duì)在力學(xué)超材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果于10月8日以“Stiffness Reprogrammable Magnetorheological Metamaterials Inspired by Spine for Multi-bit Visual Mechanical Information Processing”為題發(fā)表在國(guó)際期刊《Science Advances》上。

目前的機(jī)械信息處理方式難以實(shí)現(xiàn)高密度、可重編程和直觀可視的信息處理功能，嚴(yán)重制約了機(jī)械信息系統(tǒng)在極端環(huán)境下的應(yīng)用潛力。因此，開(kāi)發(fā)兼具高編碼密度、可重構(gòu)性與可視化讀取能力的機(jī)械超材料，仍是當(dāng)前面臨的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。針對(duì)該問(wèn)題，本研究借鑒人類(lèi)脊柱結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)，構(gòu)建了具有剛度可重構(gòu)特性的磁流變超材料（SRMM）。研究顯示，磁流變脊柱梁（MRS）通過(guò)磁控雙穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)顯著剛度變化（達(dá)40倍），是該材料實(shí)現(xiàn)高密度信息編碼（可達(dá)“10”比特）的關(guān)鍵機(jī)制。基于這一原理，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合力學(xué)發(fā)光材料，通過(guò)機(jī)械能-光能轉(zhuǎn)換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了信息狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視化讀取。該磁流變超材料在具備廣闊信息編碼潛力和穩(wěn)定運(yùn)行能力的同時(shí)，提供了便捷的光學(xué)讀岀方式，為極端環(huán)境下的機(jī)械信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新路徑。

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磁流變機(jī)械信息處理超材料

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院博士生婁聰聰、博士后連芯玉為論文共同第一作者，龔興龍教授、鄧華夏教授為論文通訊作者。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、安徽省自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院人才引進(jìn)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady8430