摘要：研究人员设计出了一种新型的定制弯曲的超材料。外部应力下，可使这类材料的选择性区域弯曲，引起小的结构变化，而其他区域保持不变。

由柔性梁构成的结构，可按需求压缩。选择性弯曲区域由梁图案的拓扑特性来定义。（图片来源：莱顿大学Leiden, Universiteit）

荷兰莱顿大学研究人员设计出了一种新型的定制弯曲的超材料。外部应力下，可使这类材料的选择性区域弯曲，引起小的结构变化，而其他区域保持不变。

非常规性质（Unconventional properties）

超材料的目的在于实现那些具有特殊性质的人工结果，这些特殊性质很难在自然界中获得。这些非常规的性质可从合适的几何结构或拓扑结构设计来实现。莱顿大学研究人员创造了一种3D打印的新型超材料原型，表现出选择性和可调性弯曲。

拓扑绝缘体（Topological insulators）

该研究由Vincenzo Vitelli领导的莱顿大学拓扑力学实验室（Topological Mechanics Lab）进行。该实验室致力于研究所谓拓扑绝缘体的力学相似体，最近发现了物质的奇特量子态。应用于宏观结构时，这些奇特量子态下的拓扑概念将产生具有不寻常力学性质的材料。

物理“直觉”（A physical 'hunch'）

“该设计始于这种相似体的一个物理'直觉'。”论文合作者之一Jayson Paulose解释到，“在材料中采用这些拓扑概念的主要优势在于拓扑材料保证边界具有有趣的特性。”

首次研究（Worked first time）

下一步是预测这种施加拓扑设计的力学相似体的响应。最终的测试是建立并研究在不同类型外部应力下究竟会发生什么。柔性塑料原型上的结果显示了局部弯曲响应，这正是研究人员所寻求的。Jayson Paulose：“在设计之前，我们预计会有一些试验和误差。但由3D打印公司领回来的第一批就马上可以使用了。”

形状记忆材料（Shape-memory materials）

选择性弯曲材料在工程和医学上具有很广泛的应用前景。弯曲特性可在不改变其他物理性质（如电磁性质或热导）的前提下进行调节。典型的应用就是形状记忆材料，当温度发生改变时其形状往往发生转变。这类材料中的选择性弯曲区域显示了与其他结构明显不同的形状过渡，而不影响热流，给工程师调节这样的设备带来了新的选择。

该研究由FOM和Delta理论物理研究所（Delta Institute for Theoretical Physics，Delta ITP）资助。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜      校正：摩天轮