《Adv. Mater.》：可三元编程与动态性能调控的磁可调刚度超材料

       当前主动机械超材料虽在4D打印和智能材料领域有所发展，但存在响应慢、精度有限、多为2D平面阵列、二进制配置、依赖 bulky外部设备及小型化困难等问题。韩国电子技术研究院的Seung Kwon Seol教授与庆熙大学的Yoonseok Park教授团队合作，受生物肌节刚度调节机制启发，开发出磁可调刚度超材料（MTSM）。他们利用直接墨水书写4D打印技术，将钕微粒与苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯聚合物基质结合，构建三元编程框架，使超材料通过磁场扭矩控制结构变形，在软、中、硬三种刚度状态间快速切换。集成的3D阵列实现390%的刚度调制范围，响应迅速，还成功应用于自适应轮子验证实用性。相关工作以“Bioinspired, Rapidly Responsive Magnetically Tunable Stiffness Metamaterials”为题发表在《Advanced Materials》上。

研究要点
1、生物启发的材料设计：受肌节结构启发，用DIW 4D打印构建含钕微粒和SIS基质的MTSM。
2、单元性能优化：MTSM单元实现软、中、硬三态切换，优化铰链结构使磁场阈值低至30 mT。
3、3D阵列集成验证：3×3×3阵列实现390%刚度调制，多轴磁场下精准控制多层刚度模式。
4、应用场景演示：开发自适应轮子，通过磁场切换刚度应对不同地形，验证动态环境实用性。

文章来源：https://doi.org/10.1002/adma.202505880