清华团队Nature发文:利用弹性失稳主动编程超材料断裂行为
一、研究背景与科学问题抗断裂材料的设计长期以来受限于跨多尺度的增韧机制复杂性。增强断裂韧性的策略主要包括裂纹前方的本征增韧和裂纹后方的非本征增韧。非本征增韧通过裂纹屏蔽机制阻碍裂纹扩展,但对裂纹萌生没有影响;而本征增韧则通过发展非弹性区——即耗散变形机制运作并延缓断裂的区域——同时增强对裂纹萌生和扩展的抗力。在金属材料中,本征增韧主要与材料塑性相关;然而,在大多数结构材料中,非弹性变形高度局域于裂纹附近,非弹性区的扩大受到严重限制。将样品尺寸降至临界长度尺度以下可诱导小尺度材...