曲率作为机械反铁磁体中的外场

皱褶片是一种具有嵌入式双稳屈曲单元阵列的自支撑晶体膜。近期研究表明，这些双稳单元的行为类似于二维可压缩伊辛反铁磁体中的自旋，但与弯曲声子存在耦合。在有限温度下，这一纯机械系统表现出类伊辛相变，并驱动反常热膨胀。本文表明，几何可用于控制相行为：曲率产生一个依赖于半径的“外场”，促使相邻“自旋”对齐，从而破坏反对齐相邻单元的有序棋盘基态。有效场强按曲率半径的倒数缩放。我们在理论上通过离散实空间模型和非线性连续弹性模型辨识出该有效场。随后，我们展示了圆柱几何下皱褶片在零温和有限温度下的分子动力学模拟，探究曲率对构型稳定性和相变的影响。我们的工作展示了如何利用曲率和温度在宏观或纳米尺度上设计并操控一种响应性可调的超材料。