创新突破！基于玻璃3D打印的微点阵超材料

该研究通过结合拉伸主导型的高机械效率octet-truss拓扑构型，成功制备了具有可定制化机械性能的透明玻璃微点阵力学超材料。该进展拓宽了力学超材料的种类范围，为实现轻量化高强度透明超材料铺平了道路，并为各类多功能应用提供了机会。 课题组通过采用高精密3D打印设备制备了一系列具有不同拓扑构型（相对密度、特征尺寸、单元数量）的玻璃微点阵超材料；利用原位微纳米机械测试系统研究其力学行为，并结合有限元模拟分析、Bazant-断裂理论、Weibull-最弱链理论和线弹性理论，揭示了玻璃微点阵的结构与性能之间的关系。 课题组采取了一种策略，即在降低相对密度的同时均匀减少特征尺寸并增加单元数目，以有效提升玻璃微点阵力学超材料的整体机械性能，并且保持其轻质特性。最优拓扑构型的玻璃微点阵力学超材料能够轻松承受其自身数千倍重量的载荷，且不会引发任何形式的失效；同时，由于玻璃微点阵本身具有较轻的质量，其密度仅为0.198 g/cm3，远低于商业聚氨酯泡沫的密度（0.5 g/cm3），可以轻松地放置在商业泡沫上而不会引起任何形变。