温度响应型超材料在热能转换过程中具有显著的形状变形能力。然而,将热形状可编程性、宽工作温度范围、快速温度响应和驱动集成到超材料中仍然具有挑战性。
在这里,南京工业大学Xin Ren,香港大学Yang Lu,皇家墨尔本理工大学Yi Min Xie介绍使用恒温金属条来组装具有理想和平衡的温度响应特性的超材料,并系统地研究了热变形性能。
文章要点
1)仅需加热 5 秒即可达到设计应变的 70% 到 80%。组装后的超材料可实现约 30% 的热应变,比其他双金属超材料高出 100 到 200 个数量级。
2)恒温金属条的驱动能力超过其重量的 26 倍。此外,通过利用高度可编程的热变形,可调带隙范围为 3847 至 40,000 赫兹。
3)这些在多物理场中完全集成的力学性能具有巨大的应用潜力,例如作为智能结构系统中的软执行器和软机器人、高超音速飞行器的隔振降噪、精密仪器中独特的热变形等。
参考文献
Yi Zhang, et al, Temperature-responsive metamaterials made of highly sensitive thermostat metal strips, Sci. Adv. 10, eads0892 (2024)
DOI:10.1126/sciadv.ads0892