港科大学者突破柔性材料力学极限，登《自然·材料》开启机械智能新纪元

该研究的创新之处在于，首次将"剪切-堵塞"相变机制融入高分子聚合物基体，创造了具有非互易力学性质的新型软物质体系。简单来说，传统材料在受力时各个方向的响应是对称的，而该团队开发的材料能够实现方向特异性响应，即在不同方向上表现出不同的力学行为。 二、技术原理：剪切-堵塞相变机制实现智能调控 研究团队创新性地结合颗粒物理学与高分子材料科学，建立了全新的材料设计范式： 相变可控：通过精确控制外部刺激（如温度、压力），材料可在柔软状态和刚性状态之间可逆转变； 方向特异性：材料在不同方向上的刚度、弹性等力学性能可独立编程设计； 响应智能：能够根据外界力学环境的变化自主调整力学特性。 这种突破性设计使得材料具备了类似生物的适应性，如在某个方向上保持柔软以吸收冲击，同时在另一个方向上保持刚性以提供支撑。 三、应用前景：为机械智能奠定材料基础 该研究成果为多个前沿领域提供了关键材料支撑： 软体机器人：制造能够适应复杂环境的柔性执行器； 智能防护装备：开发冲击响应可调的防护材料； 生物医学设备：设计能够与人体组织力学特性匹配的植入式器械； 自适应结构：构建能够根据负载条件自主调整的结构系统。 研究团队表示，这一突破为实现真正的"机械智能"系统奠定了材料基础，未来可发展出能够感知、判断并自主调整力学性能的智能材料系统。 四、跨学科创新：物理与工程的完美结合 此项研究充分体现了跨学科合作的优势。物理系团队在基础理论和新材料设计方面提供支撑，而机械工程团队则专注于实际应用和系统集成。这种"理论+应用"的合作模式，加速了从科学发现到技术创新的转化过程。 论文第一作者、物理系博士生徐畅表示："我们成功地将基础物理概念转化为实用的材料设计策略，这为未来智能材料开发提供了新思路。" 五、学术影响：开启软物质研究新方向 该研究在软物质力学领域引入了"非互易性"这一新概念，突破了传统材料设计的对称性限制。审稿人评价称，这项工作"开辟了软材料设计的新范式"，为后续研究指明了方向。 研究提出的材料设计策略具有通用性，可推广到其他材料体系，为各类具有方向特异性响应的柔性复合材料制备提供了高效且通用的解决方案。 六、社会价值：推动节能智能材料发展 这项研究不仅具有重要科学意义，也蕴含着巨大的应用价值。团队开发的材料系统能够根据实际需求智能调整力学性能，从而实现能量高效利用，为开发新一代节能智能材料开辟了新途径。 例如，在防护装备领域，这种材料可在平时保持柔软确保舒适性，在受到冲击时瞬间变硬提供保护；在软体机器人领域，可实现更加节能高效的运动控制。 （结语） 当材料学会"思考"，当柔软与刚强可以按需编程，人类对材料的认知和应用正在进入全新阶段。港科大团队的这一突破，不仅登顶《自然·材料》获得国际认可，更重要的是为机械智能时代的到来奠定了材料基础。从实验室的基础发现到未来的实际应用，智能材料正在悄然改变我们的生活。