近日，山东大学材料学院刘峣教授、张子栋教授团队与清华大学周济院士团队合作，在结构工程领域国际权威期刊Engineering Structures发表题为“Mechanical metamaterials with negative Poisson’s ratio: A review”的综述文章。该文章全面回顾了负泊松比超材料的分类、变形机制、制造技术及其力学特性和应用领域，并探讨了现存研究挑战及未来的发展方向，目的是为了激发创新设计并增强其在工程技术中的实用性。山东大学博士研究生张璐婕、清华大学博士研究生颜森为本文的共同第一作者，刘峣教授、张子栋教授为本文的通讯作者，山东大学为第一完成单位和通讯单位。
力学超材料是一种经过精心构思的人工合成材料，可以展示出超越传统自然材料的卓越力学性能，这些特性主要源自于它们独特的结构设计而非材料本身。负泊松比超材料作为一种重要的力学超材料类别，因其非传统的变形行为（拉伸时横向扩展，压缩时横向收缩）而受到了广泛关注。由于这种负泊松比效应，此类超材料拥有高剪切模量、一致性的曲面属性以及出色的抗冲击能力等优点，在生物医学、防护装备、车辆安全、传感器和驱动器等领域展现出了广阔的应用前景。
尽管负泊松比超材料展示了巨大的应用潜力，但目前仍存在若干挑战。包括如何实现定制化的负泊松比变形和多功能集成、利用机器学习技术优化设计效率和多尺度设计，以及克服复杂的结构设计和制造工艺限制。此外，耐久性问题和成本控制也是影响其广泛应用的重要因素。因此，未来的研究需要致力于提高超材料的可靠性并降低生产成本。随着材料科学、力学理论和制造技术的进步，负泊松比超材料有望在更多领域取得突破性的应用进展，为现代科技发展提供新的动力和支持。
该工作得到国家自然科学基金、航空科学基金、山东省重点研发计划等项目的资助。
