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“超材料（metamaterial）”指的是一些具备人为打算的构造并显现出自然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。在从前的几年中，超材料已被解释是摸索当代物理学前沿的贵重模子系统，如对称为“自旋冰”的磁性材料和奇特的物资“拓扑”相的探索等。别的，超材料还遍及运用于百般高科技运用，如假肢、航空航天等。但是，要使得超材料的材料个性体现出可重编程个性（即相似于硬盘启动器中每个保存单位可按照需求举行0←→1改变的这类时刻切换个性），仍旧困苦重重。硬盘启动器经过写入和读取磁性介质来保存数据，每一个保存单位都有两个状况，离别对应策画机二进制中的“0”和“1”。经过磁头可时刻的对每一个保存单位举行读、写和擦职掌。其保存的个性为非易失性保存，写入的消息纵然在断电后几年内也不会消逝。电脑硬盘不日，瑞士洛桑联邦理工学院的PedroM.Reis和MarkPauly等人配合，提议了一种具备单位级别平静回顾的可反复机器超材料的打算框架。打算中重要包含一组相似于数字比特的物理二进制元素阵列（m-bits，m比特），它能够明晰地体现出ON和OFF状况。借助磁力启动，每一个m比特均能够自力且可逆地在这两种平静状况之间切换(相似于保存单位)。别的，m比特的每一种状况都显现出不同的机器相应，且能够可逆的轮回直到系统从新编程。将一组二进制指令编码到由m比特构成的阵列上，会致使全部阵列体现出判然不同的机器本能，如系统刚度和强度在一个数量级局限上变动。探索人员希冀在这类打算范式中，材料机器本能的平静回顾和按需重编程个性将推进机器超材料的先进模式的进步。该探索以“Areprogrammablemechanicalmetamaterialwithstablememory”为题颁发在最新一期的《Nature》上。与硬盘中磁性保存单位不同，做家等人打算的m比特是由不平静外壳形成的机器比特。在不恻隐景下，壳体的曲率会蓦地改动，并从一种平静状况蓦地切换到另一种平静状况。在打算大型工程构造（如发射井，飞机和火箭等）时，经常需求耗损全部价格的防止这类不平静性。不过，这类不平静性反而是形成百般软构造的成效机制，包含玩物、软机器人、先进材料乃至是捕蝇草的叶子。m比特的状况能够经过长途磁场举行切换。图1m比特构造轮回紧缩测试阐明，m比特在ON和OFF两种状况下，体现出判然不同的机器个性。在ON状况下，m比特的灵验刚度模量、灵验屈从强度、应变能密度都比OFF状况下的数值横跨一个数量级，这重要源自于不同状况下磁帽的回升与下落。图2ON、OFF状况下m比特不同的机器个性别的，经过改动不同m比特的状况，还能够设施的团体机器本能举行调理。做家集成了6×6个m比特的阵列，经过对阵列中不同数量的m比特的状况举行切换（共37中组合），完成了全部阵列机器相应的微调。结局显示，跟着ON状况的m比特数量的增添，全部阵列的灵验刚度模量、应变能密度成好像线性的变动，而灵验屈从强度则显现非线性的变动。图3紧缩状况下6×6m比特阵列的机器相应归纳：固然该办事仍旧存在着很多不够，如m比特的多少形态繁杂；全部阵列唯一36个单位，且体积较大，在实践运用中需求将其袖珍化并更改为三接连统；只是重视于操纵材料的两个最根基属性，刚度和能量密度。不过做家仍旧供给了一个很好的思绪，即经过对每一个单位的值举行编码进而完成全部系统机器个性的调理。来日希望经过该法子，对其余效应如波的宣传、能量耗散和更繁杂的形变（如纹理变动或挽回行动等）举行调理与操纵。起源：高分子科学前沿阐明：仅代表做家单方观念，做家水准有限，若有不科学之处，请不才方留言教正！投稿模板：单篇报导：上海交通大学周涵、范同祥《PNAS》：薄膜一贴，此后降温不必电！系统报导：加拿大最年老的两院院士陈忠伟团队动力畛域结局集锦史籍进步：典范回头

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