具有自演化形状形变的动态可重编程超表面
材料科学
2022-09-28 v1 软凝聚态物质
应用物理
摘要
动态形状形变软物质系统在生物体中无处不在；它们对于软体机器、柔性电子和智能医药等新兴技术也具有迅速增加的相关性。配备了响应性组件的软物质可以在设计的形状或结构之间切换，但无法支持重现许多应用所关注的自然、连续过程所需的动态形变能力。挑战在于开发在制造后重新编程目标形状的方案，特别是当与工作物理相关的复杂性和来自环境的干扰可能阻碍使用确定性理论模型来指导逆向设计和控制策略时。在这里，我们提出了一种由丝状金属迹线矩阵构建的机械超表面，其由可重编程的分布式洛伦兹力驱动，这些力源于在静磁场存在下电流的通过。由此产生的系统表现出复杂、动态的形变能力，响应时间在 0.1 s 以内。通过实施原位立体成像反馈策略，结合由优化算法引导的数字控制驱动方案，使得表面能够以高精度自演化为各种三维 (3D) 目标形状，包括抵抗外部或内部扰动而进行形变的能力。这些概念支持了一种数据驱动的动态软物质设计方法，具有许多独特的特性。
引用
@article{arxiv.2112.04631,
title = {A dynamically reprogrammable metasurface with self-evolving shape morphing},
author = {Yun Bai and Heling Wang and Yeguang Xue and Yuxin Pan and Jin-Tae Kim and Xinchen Ni and Tzu-Li Liu and Yiyuan Yang and Mengdi Han and Yonggang Huang and John A. Rogers and Xiaoyue Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.04631},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 5 figures