在软元材料中通过空间分区和丧调节的可调节的顺序路径

科学领域:

• 软物质物理学 软物质物理学
• 超材料科学 超材料科学
• 机械工程 机械工程 机械工程

背景情况:

• 软元材料中的弹性不稳定性使得机械记忆和顺序通路等功能成为可能.
• 现有的研究主要集中在复杂的介质或歇斯底里元素上,对挫败和分割的软元材料的探索有限.

研究的目的:

• 引入空间分区作为一种方法来定位软元材料的变形.
• 调查分区如何影响顺序路径及其相互作用.
• 探索调整和编程这些路径的方法.

主要方法:

• 通过在柔软的格子中安排柔软的包含物来实现空间分区.
• 检查两个分区配置:相等距离的层 (序列) 和交叉 (平行).
• 制造后分区元材料的挫折,以获得顺序路径.
• 使用实验和模拟进行表征,跟踪极化变化.
• 通过统一的横向预应变,非统一的限制和域边缘倾斜来调整路径.

主要成果:

• 分区成功地将变形局部化为不同的机械单元.
• 从具有弱相互作用的纵向路径到强相互作用的路径的证明可调性.
• 鉴定出由于几何不相容性和中心域旋转而产生的强相互作用.
• 通过调整横向预应变,限制和域边缘角度来展示路径的可调性.
• 实现了路径的编程和访问更大的状态集.

结论:

• 空间分区是一种有效的策略,用于控制变形,并使软元材料中可调节的序列路径成为可能.
• 提出的方法提供了对路径特征和区域间相互作用的精确控制.
• 这项工作为设计具有可编程机械反应的先进软元材料开辟了道路.