学科: 力学

本文发现，在柔性梁上开一道不贯穿的狭缝，可使其在受压时先屈曲、再突然‘弹跳’变形，产生三种稳定状态（左屈曲、右屈曲、右弹跳），且具有显著滞后效应。该方法简单通用，能精准调控材料的记忆性与多步变形行为，为软体机器人、智能材料和机械计算提供新设计思路。

标签: 多稳态 弹性失稳 机械超材料 滞后效应 狭缝弹跳

日常生活中的 squeaking（如鞋底擦地、黑板刮擦）常见。以往认为刚性体滑动的 squeaking 源于粘滑振动，但软-硬界面机制不明。本研究发现，软-硬界面滑动时，表面脊可限制滑动脉冲，使其规律传播并产生 squeaking，为摩擦破裂研究提供新视角。

标签: 几何约束 摩擦 squeaking 声 摩擦破裂 滑动脉冲 软-硬界面

生物机器利用布朗运动实现定向变形，但合成微型机器因太硬无法被热涨落驱动。本研究利用DNA滑动接触构建胶体枢轴，组装成旋转菱形、三角形等布朗超材料，热涨落可驱动其预期的负泊松比变形，加入磁颗粒还能实现外部控制。

标签: 外部控制 布朗超材料 热涨落驱动 胶体枢轴 负泊松比变形

太空中数百万太空碎片（废弃火箭级、破碎卫星、微流星体）以1.7万英里/小时高速飞行，不断碰撞导致数量增多，威胁国际空间站。碰撞可能造成舱体破损、大气泄漏，宇航员需紧急应对；空间站虽有防御和避让措施，但仍存在风险，最终可能受控或失控坠入地球。

标签: 国际空间站 太空碎片 太空碰撞 空间站安全 轨道离轨

多孔介质中化学梯度可驱动胶体扩散电泳，此前被忽视。研究发现，即使中等溶质梯度也能通过流动路径中的跨流线迁移改变胶体传输，显著影响扩散并抑制无序影响，挑战传统模型。

标签: 化学梯度 多孔介质 扩散电泳 溶质传输 胶体

聚合物凝胶常需超弹性与强黏附性但难以兼得。本研究提出含长悬挂链的聚合物网络与足量良溶剂结合的原理：良溶剂屏蔽链间作用实现超弹性，长悬挂链解缠吸附实现强黏附。合成的均凝胶滞后仅4.1%（拉伸10倍），黏附能约510 J/m²，原理具普适性。

标签: 全黏附性凝胶 均凝胶 悬挂链 聚合物网络 超弹性凝胶

罗切斯特大学郭春雷团队开发新方法，通过蚀刻铝管内表面形成微纳米凹坑，使其超疏水并捕获空气，防止管子沉没。该设计稳定性强，可用于浮筏、可再生能源等领域。

标签: 可再生能源 漂浮筏 空气捕获 超疏水 铝管

为日常服装设计不显眼的机械辅助装置，需高能量密度、柔性且薄型的致动器。我们通过将形状记忆合金（SMA）纤维以周期性X-Crossing几何结构交织，使纤维交叉点沿致动收缩轴排列。4.5克的X-Crossing致动器可被动拉伸至160%，加热时收缩50%，能提起1公斤重物，性能优于针织和打结SMA。我们开发的变刚度力学模型可预测材料应力-应变行为及器件力-收缩关系，所测最大收缩应变达55%，接近理论上限，并展示了其在举重和身体压缩上的应用。

标签: X型交叉织物致动器 变刚度模型 可穿戴辅助 形状记忆合金 收缩应变

传统热机将热能转为运动，而量子力学进展让热机可缩小到原子尺度。研究发现，这类微型热机效率能超过传统卡诺极限，因量子关联可额外转化为功，为未来超小型高效量子马达等技术开辟新可能。

标签: 卡诺极限 原子尺度热机 热力学定律 量子关联 量子热机

鱼类有四种主要游泳步态，本文研发的可重构模块化软体机器鱼通过快速调节身体刚度，能在单个平台上复现所有四种步态。真空驱动肌肉实现快速刚度调制，鲔型步态速度达1.24体长/秒，鳗型步态转弯半径仅0.26体长，流体模拟显示鲔型产生更强涡流和推力，机器人可动态切换步态适应环境。

标签: 张拉整体结构 模块化软体机器鱼 流体动力学分析 自适应多模态游泳步态 身体刚度调制