通过晶圆制造、几何受挫与双稳态拉胀性构建可展开的三维介观结构
应用物理
2025-05-27 v1
摘要
将平面介观器件转化为精确的三维架构对于下一代柔性电子器件、植入物和自适应光学器件至关重要，然而基于晶圆的制造向独立式三维结构的转化仍然难以实现。我们制造了聚酰亚胺架构的二维前体，其双稳态晶胞可展开为稳定的三维介观结构。目标高斯曲率通过共形平坦化所需网格并局部调节每个晶胞以使其第二平衡态匹配所需缩放因子来编码，这一过程由各向同性膨胀的双稳态微结构计算库辅助实现。由此产生的异质镶嵌独特地变形为复杂形状。一个扁平圆盘以亚毫米精度展开为半球形穹顶，并在压痕后保持其形状。相同的过程产生了正曲率和负曲率几何形状以及可调焦距的抛物面镜，其反射的激光图案与几何光学计算相吻合。我们兼容晶圆的生成算法远远超出了柔性基板的范畴，实现了真正可展开的高性能电子和光学器件。
引用
@article{arxiv.2505.19329,
title = {Deployable 3D mesoscale structures through wafer fabrication, geometric frustration and bistable auxeticity},
author = {Yue Wang and Kelvin Shum and Yuyang Song and Tian Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.19329},
year = {2025}
}