把液晶弹性体“拆”成乐高!一块TPU+PLA薄板,竟能复刻分子级“软弹性”
作者: aeks | 发布时间: 2025-10-06 11:15 | 更新时间: 2025-10-06 11:15
学科分类: 力学 控制科学与工程 材料科学与工程 计算机科学与技术

👀 先上结论:
用超市就能买到的TPU(热塑性聚氨酯)+PLA(聚乳酸),叠出一款“力学超结构”,居然把液晶弹性体里复杂的“多畴→单畴”过程,放大成肉眼可见的折纸秀!拉伸一次,锯齿、二维码、隐藏密码全解锁,还能在30%应变时精准弹出验证码,简直把材料玩成了机械版Switch。
🧪 为什么牛?
1️⃣ 微观行为宏观化
传统LCE的棒状分子取向变化只能靠电镜猜,现在直接看条带“扭腰”就行——剪切变形、应力平台、多畴转单畴,一个不落。
2️⃣ 微极理论+有限元双杀
团队把“旋转自由度”塞进均质化模型,预测非均匀变形误差<3%,实验党狂喜。
3️⃣ 可编程三连击
• 锯齿变形:拉伸=变弯,反直觉到让物理老师沉默。
• 机械二维码:单元格旋转=0/1,拉伸=打码,松手=扫码。
• 应变触发密码锁:只有拉到30%才显示完整图案,暴力破解?先拉断再说。
🛠️ 怎么做?
• 打印棋盘格:TPU做软区,PLA做硬梁,纠缠连接是关键。
• 加热定型:让PLA梁预扭曲,给后续旋转埋梗。
• 拉伸测试:锯齿、平台、信息显影一次到位,拍照就是顶刊封面。
📌 彩蛋机制
“软弹性”原来不是玄学,而是连接梁逐步脱粘+旋转的combo;“半软弹性”则像谈恋爱遇到前任——弱键先拉扯,断了才进入“单身”平台期。
🔮 下一步?
把这套设计搬到磁性、压电多畴系统,未来手机折成手帕还能弹验证码,想想就刺激!
(论文指路👉 DOI: 10.1126/sciadv.adz9811)