曲率作為二維片材的內在屬性,對材料的結構與功能具有關鍵影響。然而,在二維片材中實現超快速、可擴展的大曲率編程一直是一項重大挑戰。傳統拉伸或溶脹輔助編程方法往往產生全局應變,難以在局部區域形成足夠大的應力不匹配,從而限制了曲率的快速形成與精確控制。手工折疊雖能實現高曲率,卻無法適用于批量生產,制約了其在功能材料中的規?;瘧谩?/span>
近日,江南大學譚以正副教授、北京大學黃澤寰研究員和清華大學許華平教授合作,提出了一種基于硒-硫動態復分解的超快速曲率編程新策略。該工作通過將具有超快應力松弛的二硒化物聚氨酯(SePU)與超慢應力松弛的二硫化物聚氨酯(SPU)相結合,在紫外光照射下迅速產生巨大的層間應力不匹配。借助模塊化設計與壓縮工藝,該方法能在10秒內使二維聚合物片材實現180°彎曲,曲率編程速率較現有技術提升15倍。所制備的折紙模塊抗壓性能提升37倍,并可批量生產、組裝成復雜三維結構,展現出優異的機械魯棒性與可擴展性,為折紙超材料的實際應用奠定了技術基礎。相關論文以“Ultrafast Programming of Large Curvature Based on Selenium-Sulfur Dynamic Metathesis”為題,發表在Advanced Materials上。
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