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传统手性超材料双运动耦合、变形受限。研究人员开展模块化手性超材料研究，构建由拉胀平面镶嵌和折纸启发柱状阵列组成的超材料，实现解耦驱动。这为多模态、多稳态和可重构机械开辟新路径，在多领域有应用潜力。
超材料（Metamaterials）中具有多模态变形机制的，就像机器一样，特别是当赋予其自主功能时。一种典型的具有可调手性的结构组件，能将线性运动转化为旋转运动。这些类似机器双模态的手性超材料，在波操控、与圆偏振相关的光学活性以及手性活性流体等领域有潜在用途。然而，双运动本质上是耦合的，无法独立控制，且仅限于小变形（应变≤2%），限制了其应用。
此次构建了模块化手性超材料，由拉胀平面镶嵌（auxetic planar tessellations）和受折纸启发的柱状阵列（origami-inspired columnar arrays）组成，实现了解耦驱动。在单自由度驱动下，组件扭转角度在 0° 到 90° 之间，面内收缩可达 25%，面外收缩超过 50% 。通过实验和模拟表明，组件变形包括由旋转方形镶嵌主导的面内扭转和收缩，以及由管状 Kresling 折纸阵列主导的面外收缩。此外，还展示了两种不同的驱动条件：自由平移下的扭转和自由旋转下的线性位移。
该超材料基于高度模块化组件构建，可实现可编程不稳定性、局部手性控制、可调负载能力和可扩展性。这一概念为多模态、多稳态和可编程机器提供了实现路径，在机器人变形器、热调节、磁滞回线中的机械记忆、非对易状态转换以及用于能量吸收和信息加密的即插即用功能组件等方面都有应用前景。
