利用高度可变形材料的丰富非线性动力学，有可能解锁下一代功能智能材料和设备。然而，释放这种潜力需要有效的策略实现在非线性动态范围内对材料结构进行空间工程。

近日，来自哈佛大学的科研人员介绍了一种逆向设计框架，用于发现具有目标非线性动态响应的柔性机械超材料。通过由完全可微仿真环境驱动的逆向设计方法，对全尺寸超材料几何形状进行优化调整，对所需的动态任务进行编码。相关论文以题为Automated discovery of reprogrammable nonlinear dynamic metamaterials发表在Nature Materials。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41563-024-02008-6

通过部署这种策略，tp钱包下载机械超材料被量身定制用于能量聚焦、能量分裂、动态保护和非线性运动转换。此外，该设计框架可以扩展到自动发现能够在不同动态任务之间切换的可重新编程架构。例如，在一个架构内编码两个竞争激烈的任务——能量聚焦和动态保护，使用静态预压缩在这些行为之间切换。所发现的设计已通过物理实现和实验测试，证明了工程任务的稳健性。这种方法为设计师材料开辟了一条全新道路，具有量身定制的机器人式可重新编程功能。

图1 可编程非线性动态超材料的自动设计

图2: 能量聚焦

图3 聚焦位置的重编程

图4 重新编程功能

图5 非线性运动转换

来自微信公众号“材料科学与工程”。