可展开折纸超材料中可调泊松比的实验实现

折纸超材料已知可依据其折叠状态展现出高度可调的泊松比值。大多数关于可展开折纸镶嵌中泊松效应的研究仅限于理论与仿真。在折纸超材料中实验实现所需的泊松效应需要特别关注边界条件，以实现带来可调性的可展开非线性变形。在本工作中，我们提出了一种新颖的实验装置，适用于研究在施加方向与横向同时发生变形的二维折纸镶嵌中的泊松效应。该装置包含一个我们称之为圣维南夹具的夹持机构，用以消除单轴拉伸实验中的圣维南端部效应。利用该装置，我们对 Morph 折纸图案的泊松比进行了测量，该图案的构型空间结合了 Miura-ori 与 Eggbox 父图案的特征。我们通过实验观察到 Morph 图案的泊松比符号切换能力，以及其借助拓扑变换展现完全正或完全负泊松比值的能力。为展示该新颖装置的通用性，我们还在标准 Miura-ori 与标准 Eggbox 图案上进行了实验。我们的结果证明了关于折纸超材料中泊松比测量及其可调性的理论、仿真与实验之间的一致性。所提出的实验技术可被采用以研究折纸超材料在静态与动态 regime 下的其他可调性质，例如有限应变泊松比、弹性热膨胀与波传播控制。