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中国科大磁流变力学超材料实现高密度可重编程机械存储与视觉读取

发布时间:2025-10-10浏览次数:10

近日,中国科学技术大学龚兴龙、邓华夏教授团队在力学超材料设计领域研究取得重要进展,相关研究成果于10月8日以“Stiffness Reprogrammable Magnetorheological Metamaterials Inspired by Spine for Multi-bit Visual Mechanical Information Processing”为题发表在国际期刊《Science Advances》上。

磁流变机械信息处理超材料

目前的机械信息处理方式难以实现高密度、可重编程和直观可视的信息处理功能,严重制约了机械信息系统在极端环境下的应用潜力。因此,开发兼具高编码密度、可重构性与可视化读取能力的机械超材料,仍是当前面临的重要技术挑战。针对该问题,本研究借鉴人类脊柱结构与功能特点,构建了具有刚度可重构特性的磁流变超材料(SRMM)。研究显示,磁流变脊柱梁(MRS)通过磁控双稳态转换可以实现显著刚度变化(达40倍),是该材料实现高密度信息编码(可达“10”比特)的关键机制。基于这一原理,研究团队结合力学发光材料,通过机械能-光能转换机制,实现了信息状态的实时可视化读取。该磁流变超材料在具备广阔信息编码潜力和稳定运行能力的同时,提供了便捷的光学读岀方式,为极端环境下的机械信息处理系统设计提供了新路径。

中国科学技术大学工程科学学院博士生娄聪聪、博士后连芯玉为论文共同第一作者,龚兴龙教授、邓华夏教授为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、安徽省自然科学基金、中国博士后科学基金、中国科学院人才引进计划等项目的支持。

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady8430

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