通过双锁凝胶实现的超临界弹跳与可控发射
应用物理
2026-01-19 v1 材料科学
软凝聚态物质
摘要
自然生物体进化出了集成的锁介导弹簧驱动系统（LaMSA），该系统由多个锁和弹簧组成，以增强功率输出并适应各种环境条件。由于将多个组件集成到单一材料平台中的复杂性，类似的设计在工程材料中具有吸引力但在很大程度上尚未被探索。在此，我们报告了一种双锁磁弹性壳装置，能够根据特定的驱动要求选择性地激活锁以调节弹跳路径和能量输出。厚度方向的差异去溶胀作为将弹性能量加载到壳体中的马达，一旦加载达到临界阈值，便通过弹跳失稳释放，构成内在的机械锁。外部磁性锁的激活将弹跳起始延迟到超过内在锁的阈值，导致功率放大的超临界弹跳失稳以及分岔失稳。两个锁的组合功能允许对能量存储和释放进行灵活控制。此外，这种集成的 LaMSA 系统具有无系绳锚定机制，使装置能够在弹跳期间释放的能量驱动下从基底向任意方向发射。我们设想，双锁 LaMSA 系统的设计原理将为工程材料和机器人装置中的高功率密度驱动创造机会。
引用
@article{arxiv.2601.10816,
title = {Supercritical Snapping and Controlled Launching via Dual Latch Gels},
author = {Xiaona M. Xu and Nolan A. Miller and Gregory M. Grason and Alfred J. Crosby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10816},
year = {2026}
}