MTSM 設(shè)計靈感與三態(tài)編程概念。 a) 肌節(jié)松弛/收縮與超材料軟/硬對應(yīng)； b) 通過磁場方向?qū)崿F(xiàn)單元三態(tài)組合，獲得可編程三維剛度分布。
圖2 材料制備與性能
4D 打印磁活性材料。 a) 打印-充磁兩步工藝； b) 墨水剪切變?。?c) 儲能與損耗模量； d) 剩磁 50 emu g?1、矯頑力 700 mT； e) 拉伸模量 ≈400 kPa，斷裂伸長＞900 %。
圖3 單元力學(xué)響應(yīng)
單單元三態(tài)壓縮行為。 a) 三態(tài)示意； b) 鉸鏈厚度與臨界磁場關(guān)系； c) 磁場方向-狀態(tài)相圖； d) 實(shí)驗(yàn)變形序列； e) 對應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線； f) 300 周期循環(huán)穩(wěn)定性。
圖4 三維陣列多軸剛度調(diào)控
3×3×3 陣列。 a)-b) 沿 z 軸梯度場實(shí)現(xiàn)層狀剛度組合； c)-d) 沿 x 軸引入中態(tài)； e)-f) 三軸磁場協(xié)同控制 27 單元任意剛度分布。
圖5 自適應(yīng)車輪演示
MTSM 剛度可調(diào)車輪。 a) 概念：軟態(tài)越障、硬態(tài)穩(wěn)行； b) 爆炸視圖； c) 三態(tài)變形對比（0.88 N 載荷）； d) 連續(xù)越障實(shí)驗(yàn)，N/S 極切換實(shí)現(xiàn)軟/硬實(shí)時轉(zhuǎn)換。
