《材料與設計》封面。 學校供圖

　　本報訊（記者 程墨 通訊員 焦思勤）近日，中國地質(zhì)大學（武漢）珠寶學院“寶石礦物材料與設計智造”研究生導學團隊在國際知名期刊《材料與設計》上發(fā)表重要研究成果，并入選當期封面。論文《具有可調(diào)機械響應的三維手性負泊松比結構的設計原理及旋轉(zhuǎn)變形力學機制研究》，展示了三維手性負泊松比結構及其在穿戴防護領域的應用。

　　隨著智能手表、健康手環(huán)等可穿戴設備的普及，人們對穿戴材料的輕量化、高韌性和人體貼合性提出了更高要求。負泊松比材料正是一種“反常識”材料，縱向拉伸時橫向膨脹，縱向壓縮時橫向收縮，展現(xiàn)出獨特的力學行為，適用于復雜曲面貼合與能量吸收等場景。然而，傳統(tǒng)三維負泊松比結構存在制造難度大、性能調(diào)控困難等問題。

　　針對上述挑戰(zhàn)，研究團隊通過優(yōu)化原有結構變形機制，實現(xiàn)了機械性能可控調(diào)節(jié)，創(chuàng)新設計三維手性負泊松比結構，為柔性可穿戴提供了新的解決方案。本研究基于二維交錯肋架構，設計出交錯肋結構、曲面優(yōu)化結構和節(jié)點優(yōu)化結構三維手性負泊松比結構，并采用數(shù)字光處理技術實現(xiàn)高精度制造，打通了從數(shù)字模型到實際產(chǎn)品的關鍵環(huán)節(jié)。

　　結果表明，節(jié)點優(yōu)化結構展現(xiàn)出優(yōu)異的可成形性，尤其適用于成形精度較高的數(shù)字光處理增材制造工藝。該結構不僅適用于智能穿戴設備，也為航空航天、生物醫(yī)療等領域帶來新的設計思路。未來，團隊將進一步引入人工智能，開發(fā)更舒適、功能更集成的柔性可穿戴設備。

《中國教育報》2025年12月08日 第04版