胶体颗粒“变形阵列”展现出奇特的力学特性

生物机器能够利用布朗涨落实现定向变形。然而，尽管合成微型机器也能利用定向变形，但它们往往过于坚硬，无法被热涨落驱动，因此需要强大的外力。此外，那些能够通过热涨落改变构象的系统，要么变形不受控，要么需要外部控制。在本研究中，我们利用基于DNA的滑动接触构建了胶体枢轴——这是一种刚性各向异性物体，能够围绕其枢轴点自由涨落。我们采用层级策略将这些胶体枢轴组装成具有定向变形模式的布朗超材料。我们实现了典型的旋转菱形和旋转三角形（即Kagome）几何结构，并定量展示了热涨落如何驱动它们产生预期的负泊松比变形。最后，我们在胶体枢轴中引入磁性颗粒，得到了既能通过外部控制，又能利用布朗涨落实现精确形状变化的胶体超材料。总之，我们的研究为创建具有易驱动变形模式的布朗机械超材料提供了一种策略。