在微观尺度上，力学超材料Mechanical metamaterials表现出了奇异的静态特性，这是由于其工程构建模块单元。但是，力学超材料的动态特性，仍然很少探索。
力学超材料的设计原理，可以针对频率相关特性，以及高应变率变形下的快速可回复性resilience，使其成为用于轻质抗冲击、声波导或振动阻尼的多用途材料。然而，由于低通量和有损表征或缺乏现有的测试实验，在小尺度上，获取动态特性，仍然极具挑战。
今日，美国 麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）Yun Kai，Thomas Pezeril & Carlos M. Portela等，在Nature上发文，报道了高通量、非接触式框架结构，并利用超材料内的兆赫兹MHZ波传播特征，无损地提取表征了动态线性特性、全向弹性信息、阻尼特性和量化缺陷。
基于微观力学超材料的棒状晶胞平铺tessellations，在接近10e2s-1应变率时，实现了高达94%方向相关和速率相关的动态硬化，以及比其组成材料高三倍的阻尼性能。
研究还表明，在振动响应中的频移，可以表征超材料中的不可见缺陷，并且选择性探测并构建实验弹性表面，这在以前只能通过计算来实现。
该项研究，为加速数据驱动的材料和微器件发现，提供了一条途径，这些材料和微器件，可用于动态应用，例如保护结构、医疗超声或振动隔离。
Dynamic diagnosis of metamaterials through laser-induced vibrational signatures.
图1:非接触式、激光诱导激发和探测超材料中的弹性波。
图2:超材料的激光谐振声谱学laser-induced resonant acoustic spectroscopy，LIRAS动态测量。
图3:超材料的动态弹性和阻尼特性。
图4:波传播验证和全向弹性性质。
图5:振动缺陷识别。
Kai, Y., Dhulipala, S., Sun, R. et al. Dynamic diagnosis of metamaterials through laser-induced vibrational signatures. Nature 623, 514–521 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06652-x
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06652-x
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