近年来,已经开发了机械超材料,支持各种有趣的非线性波的传播,包括过渡波和矢量孤子(多自由度之间耦合的孤子)。
宾夕法尼亚大学Jordan R. Raney等报告了2D多稳态机械超材料中相变的观测结果,这种相变是由超材料中类孤子脉冲的碰撞引发的。
本文要点:
(1)
类似于晶体固体中的一级相变,作者观察到,如果新相达到或超过临界晶核尺寸,多稳态超材料支持相变。如果满足这一标准,新相随后以过渡波的形式传播,将超材料的其余部分转换为新相。更有趣的是,作者使用一个实验验证的模型,数值显示临界核可以通过类孤子脉冲的碰撞形成。
(2)
此外,非线性脉冲的丰富的方向依赖行为使得能够控制成核的位置和生长阶段的时空形状。
参考文献:
Jiao, W., Shu, H., Tournat, V. et al. Phase transitions in 2D multistable mechanical metamaterials via collisions of soliton-like pulses. Nat Commun 15, 333 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44293-w
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44293-w