图1.跨尺度构象行为以及具有构象耦合特色的螺旋构象复合股料设计
基于上述思考，四川大学王宇、傅雪薇、杨伟团队在“驭变幻之象，塑功用之貌”辅导思想下，重新思考了缠绕加工背后的科学，并基于缠绕加工提出螺旋构象复合股料（Helix-FiberComposite, HFC）的观点（图1）。这种HFC实质是由宏不雅观尺度的螺旋构象和微不雅观尺度的分子链构象机器耦合而成。这种HFC可通过精准调控螺旋数和机器耦合强度从而调控其力学性能，并创造了其分外的假弹性行为（Pseudo-elasticbehavior）。作者对HFC的构象耦合机理进行了剖析，并且进一步通过有限元数学仿照研究了HFC的耦合效应（图2）。
图2.HFC的构象耦合的仿照论证剖析
基于HFC构象耦合行为的理解，作者还探索了其在分外功能材料设计和制备领域的运用。首先，基于螺旋构象耦合，实现了将不可拉伸材料或器件转化为可拉伸的复合股料，同时设计了一种具有可灵巧调控激活应变的应变传感器（图3）。
图3.基于HFC的应变传感器设计
末了，作者还探索了HFC用作弹性模具的可能，以实现繁芜构造的复制和移植。其加工事理是基于弹性体芯的构象拉伸变细征象，以及螺旋纤维与高分子基底的机器粘附力浸染，实现缠绕纤维构象与弹性体构象解耦合，终极复制和移植所需的螺旋构造（图4）。这将为分外构造的设计和构造移植智造打开全新思路。
图4.基于HFC构象解耦合的构造移植智造技能
综上所述，作者通过对构象行为的跨尺度理解，考试测验将微不雅观分子链构象与宏不雅观材料构造变形进行统一，并揭示了缠绕聪慧背后的构象实质，为机器性能可编程材料、可拉伸或者弹性导体和器件、特种传感以及构造移植智造等多个领域发展供应新视角新思路。上述论文近期揭橥在Nature旗下新出材料类高水平开源期刊CommunicationsMaterials上。上述论文也得到了南开大学刘遵峰教授的辅导和帮助。
来源：四川大学
文章链接：
https://doi.org/10.1038/s43246-023-00355-6
