冯宁副研究员团队提出面向信息传递的大压扭效应超材料

于红博

近日，智造与未来技术学院副研究员冯宁及其研究团队的最新研究成果“Twisted Metamaterials for Mechanical Optical Switch”被Nature index 杂志Applied Physics Letters接收。该研究中单层薄壁圆管结构实现了高达59.5°的显著扭曲角度，展示了超越以往研究成果的压缩-扭转耦合效应，并为压扭结构存储、传递信息，以及通过光学成像手段表达提供了新方法。

在“Twisted Metamaterials for Mechanical Optical Switch”（面向机械式光学开关的扭曲超材料）论文中，冯宁老师以及其他作者先对二维多边形蜂窝结构进行了再设计，并结合轻质高强的设计理念，提出了一种二维非对称手性结构。在此基础上，提出了三种不同形式的新型扭曲超材料。其中，单层薄壁圆管（TWCT）结构实现了高达59.5°的显著扭曲角度，展示了超越以往研究成果的压缩-扭转耦合效应。此外，结合实验、理论分析和有限元方法，探讨了TWCT的变形机制，并在光学成像中加以应用。当弹性应变激励TWCT时，存储在其中的信息可以通过光学成像逐步投射。本研究展示了一种直接且有效的方法，利用TWCT作为光学成像的可靠机械开关，揭示了其在密码技术、信息存储和通过光学成像进行信息传输等领域的巨大潜力。

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Applied Physics Letters杂志的责任编辑与审稿人评价本文工作时，称赞本研究将扭曲超材料引入光学成像领域，丰富了力学超材料的研究内涵，研究工作有极大的工程应用前景。

期待该论文发表后能够为相关领域的研究提供新的思路和方法，进一步推动智能制造技术的发展。未来，智造与未来技术学院将继续支持教师和学生的科研工作，推动更多高质量的科研成果产出，为我国相关领域的发展贡献力量。

论文Doi：https://doi.org/10.1063/5.0243114