科创中国

        轻质耐撞新材料对于高端装备的轻量化与安全至关重要。以汽车为例，从20世纪初期Fulham系列汽车的木制车身，到汽车神话福特T型车的钢结构车身，进入21世纪后发展为采用全铝车身的奥迪A8，以及近年来采用全碳纤维复合材料的宝马i3，可以说一代材料，一代汽车。点阵材料，是模拟分子点阵构型而设计出的包含有序微结构的轻质多孔材料，因其性能可调控而被视为一种力学超材料，且被认为是最有应用潜力的新一代超轻质多功能材料，在航空航天等高精尖领域已经得到了广泛的关注与研究。该材料还具有较好的抗冲击、减振降噪等多功能特性，将为未来载运工具的轻量化与结构技术提供更多的可能性。

        近日，北京航空航天大学殷莎副教授团队，设计出了一款点阵力学超材料的飞行赛车并实现了其快速组装制造，其中点阵胞元近2000个，车体长~1.7m，宽~0.6m，翼展~1.6m，质量却仅与一台MacBook Pro笔记本电脑相当，引发了包括宝马公司在内的高度关注，该车实物模型将于2021第十九届上海国际汽车工业展览会上进行展览。该车身中，以点阵单胞作为基元，单胞之间采用可快速装配的仿生接头连接，基于有限集的模块化和大批量零件的离散装配，最终构建出一个力学超材料系统。此外，通过仿生接头设计，车身装配无需其他连接件，易于实现工业化快速装配。 

        殷莎副教授团队多年来紧密围绕高端装备轻量化，致力于将点阵力学超材料这类航空航天新材料技术，向汽车及其它新型载运工具的轻量化结构技术中推广，围绕该方向在Journal of Mechanics and Physics of Solids，Cell Reports Physical Science和Composites Science and Technology等力学与复合材料领域国际顶级期刊上发表多篇论文，申请专利20余项。接下来，将继续探索这类材料在未来载运工具中的应用，并提升其在极端复杂载荷环境中的服役能力。