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传统吸能金属结构冲击后无法恢复原状，限制复用性。研究人员开发镍钛组装机械超材料（NiTi-AMM），其在 85% 压缩应变下形状恢复率（Rrec）达 96.7%，经 10,000 次循环后 Rrec为 82.7%，累计体积比吸能达 230.9 MJ/m3，为高性能复用结构提供思路。
在航空航天、智能装备等领域，可重复吸能的金属结构对于抵御高频冲击至关重要。传统铝、钛等金属制成的蜂窝、晶格结构依赖不可逆塑性变形吸能，冲击后无法恢复原状，难以满足行星着陆器反复缓冲、跳跃机器人腿部减震等场景的复用需求。尽管奥氏体镍钛（NiTi）合金凭借可逆应力诱导马氏体相变展现出超弹性（应变达 8%）和能量耗散能力，但其传统加工的蜂窝、晶格结构在冲击时易出现节点应变集中，局部应变超过 8% 后会发生不可逆塑性变形或断裂，导致复用性不足。如何突破大恢复应变与高循环稳定性的双重瓶颈，成为领域内亟待解决的难题。
为攻克这一挑战，研究人员开展了镍钛合金与组装机械超材料（AMM）结合的创新研究。通过将具有超弹性的 NiTi 合金与 AMM 构型结合，设计出可重复吸能的镍钛组装机械超材料（NiTi-AMM）。该研究成果发表在《Applied Materials Today》，为高性能复用吸能结构的发展提供了新方向。
研究人员采用电火花线切割技术制备了 NiTi-AMM 和非组装机械超材料（NiTi-NAMM）样本，两者结构尺寸相同。NiTi-AMM 样本由 0.35 mm 厚的 NiTi 薄板按特定构型切割而成，具体结构参数见表 1。
结果与讨论
通过压缩加载 - 卸载实验对比两类样本性能。在 85% 压缩应变下，NiTi-AMM 的应力 - 应变曲线显示出优异的变形能力与恢复特性，其形状恢复率（Rrec）达 96.7%。而 NiTi-NAMM 因应变集中问题，恢复性能显著低于 NiTi-AMM。循环稳定性测试表明，经 10,000 次 85% 压缩应变循环后，NiTi-AMM 的 Rrec仍保持 82.7%，累计体积比吸能（V-SEA）线性增加至 230.9 MJ/m3，这是目前可重复吸能金属结构的最高值。
结论与展望
本研究成功构建的 NiTi-AMM 通过组件间的相对运动与旋转有效缓解应变集中，兼具超大可恢复应变与超高循环稳定性。其在极端条件下的吸能复用性能，为航空航天缓冲装置、智能机器人减震结构等领域提供了关键技术支撑。未来，进一步优化 AMM 构型与 NiTi 合金的协同作用，有望推动可重复吸能结构向更高效率、更复杂场景应用拓展。该研究不仅突破了传统金属吸能结构的复用性限制，更揭示了超材料设计与形状记忆合金结合的巨大潜力，为跨学科高性能结构材料的开发开辟了新路径。
