《材料與設(shè)計(jì)》封面。 學(xué)校供圖

　　本報(bào)訊（記者 程墨 通訊員 焦思勤）近日，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）珠寶學(xué)院“寶石礦物材料與設(shè)計(jì)智造”研究生導(dǎo)學(xué)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《材料與設(shè)計(jì)》上發(fā)表重要研究成果，并入選當(dāng)期封面。論文《具有可調(diào)機(jī)械響應(yīng)的三維手性負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理及旋轉(zhuǎn)變形力學(xué)機(jī)制研究》，展示了三維手性負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)及其在穿戴防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　隨著智能手表、健康手環(huán)等可穿戴設(shè)備的普及，人們對(duì)穿戴材料的輕量化、高韌性和人體貼合性提出了更高要求。負(fù)泊松比材料正是一種“反常識(shí)”材料，縱向拉伸時(shí)橫向膨脹，縱向壓縮時(shí)橫向收縮，展現(xiàn)出獨(dú)特的力學(xué)行為，適用于復(fù)雜曲面貼合與能量吸收等場(chǎng)景。然而，傳統(tǒng)三維負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)存在制造難度大、性能調(diào)控困難等問(wèn)題。

　　針對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化原有結(jié)構(gòu)變形機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械性能可控調(diào)節(jié)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)三維手性負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，為柔性可穿戴提供了新的解決方案。本研究基于二維交錯(cuò)肋架構(gòu)，設(shè)計(jì)出交錯(cuò)肋結(jié)構(gòu)、曲面優(yōu)化結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)三維手性負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)，并采用數(shù)字光處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度制造，打通了從數(shù)字模型到實(shí)際產(chǎn)品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出優(yōu)異的可成形性，尤其適用于成形精度較高的數(shù)字光處理增材制造工藝。該結(jié)構(gòu)不僅適用于智能穿戴設(shè)備，也為航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域帶來(lái)新的設(shè)計(jì)思路。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步引入人工智能，開發(fā)更舒適、功能更集成的柔性可穿戴設(shè)備。

《中國(guó)教育報(bào)》2025年12月08日 第04版