湖南大学《ACS AMI》：拓扑优化与增材制造开发多功能超材料！

泊松比及热膨胀可集成调控（如负泊松比与负热膨胀、负泊松比与正热膨胀、零泊松比与零热膨胀等）的多功能超材料可服役于力场与温度场同时加载环境下，以实现结构变形的主动控制，保持高尺寸稳定性或实现特定结构构型，在航空航天、精密仪器等工程领域中具有广阔的应用前景。然而，大多数报道的超材料只能实现泊松比或热膨胀系数的单一调控，仅有少数超材料能够实现负泊松比与负热膨胀集成。由于缺乏系统性的设计方法与制造工艺，泊松比及热膨胀可集成调控多功能超材料实现的功能组合单一，且研究多局限于理论建模与仿真分析，严重限制了此类多功能超材料的进一步发展。

近日，湖南大学韦凯、杨旭静研究团队报道了通过拓扑优化与增材制造开发的多类多种具有新颖微结构的多功能超材料，实现了泊松比与热膨胀系数分别在-0.96 ~ +0.66，-661.50 ~ +989.58 ppm/°C宽幅范围内可集成调控。该研究成果以“Bifunctional Metamaterials Incorporating Unusual Geminations of Poisson's Ratio and Coefficient of Thermal Expansion”为题发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c11702