受双网络启发的机械超材料：突破材料性能权衡，开启高柔顺性材料研发新篇

机械超材料（Mechanical metamaterials）常面临刚度、强度与延展性、拉伸性的权衡难题。研究人员开展受双网络启发的超材料研究，将刚性桁架与柔顺编织组件集成，使刚度和拉伸性提升十倍，还通过引入缺陷提高能量耗散。该研究为开发高柔顺超材料开辟新途径。

　　机械超材料能够在低密度下实现高刚度和高强度，但往往以低延展性和拉伸性为代价，这是材料领域长期存在的一种权衡关系。相比之下，双网络水凝胶（Double-network hydrogels）具有相互贯穿的柔顺和刚性聚合物网络，展现出高刚度和拉伸性前所未有的组合，从而具备非凡的韧性。在这里，研究人员通过将整体桁架（刚性）和编织（柔顺）组件集成到超材料结构中，制备出受双网络启发的超材料，与纯组分超材料相比，其刚度和拉伸性提高了十倍。非线性计算力学模型表明，这些受双网络启发的超材料中增强的能量耗散源于网络间缠结导致的摩擦耗散增加。通过引入通常会降低机械性能的内部缺陷，研究人员证明了这些超材料可通过失效分散使能量耗散提高三倍。这项工作为受聚合物网络拓扑结构启发，在高柔顺性领域开发超材料开辟了道路。