张一慧课题组在三维仿生软材料领域取得重要进展

2020年3月4日，张一慧教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊发表了题为《基于理性仿生设计的软质三维网状材料》（Soft Three Dimensional Network Materials with Rational Bio-mimetic Designs）的研究论文。系统报道了以三维螺旋微结构为基本单元并通过不同空间拓扑排布构造出的一类具有缺陷不敏感特性的仿生软质三维网状材料，这类材料可精确复现生物组织的各向异性非线性力学响应。

近年来，随着生物电子器件的迅速发展，仿生软质材料受到了研究学者的广泛关注。

在该论文中，张一慧教授课题组首先阐述了结合三维螺旋微结构和空间点阵拓扑的仿生设计概念，研究了不同点阵拓扑、不同空间方向、不同缺陷密度的软质三维网状材料的应力应变响应，通过深入的参数化分析揭示了这类材料宏观性能与微结构几何构型之间的定量联系，发现通过微结构几何参数的优化设计可实现对材料J 形应力应变曲线的大范围调控。基于这种仿生设计方法，制备出可复现真实生物组织各向异性力学响应的软质三维网状材料和仿生柔性传感器。该成果在软体机器人、生物集成电子器件、组织工程等相关领域有着广泛的应用前景。

张一慧教授为本论文通讯作者。博士后阎东佳和博士生常嘉辉为本文的第一者。清华大学航院博士生张航和刘建星，以及博士后宋洪烈、薛兆国和张帆参与了此项研究。该研究工作得到了国家自然科学基金项目、清华大学自主科研计划和清华信息科学与技术国家实验室的支持。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14996-5

全文链接：

https://news.tsinghua.edu.cn/info/1007/76642.htm

（全文节选自清华新闻网）