清华新闻网6月12日电 从生物胚胎的发育到花的绽放，从文艺复兴帷幔的褶皱到行星尺度的断裂重构，变形广泛存在于自然界和工程系统中。对介质变形的理解与调控，也始终是力学的核心使命之一。自柯西和欧拉奠定经典弹性理论以来，静力学平衡一直是理解固体变形的基本范式。在这一框架下，结构与加载一旦确定，变形模式通常也随之确定。然而，能否仅依靠均布边界载荷，在同一均质弹性体中反复激发出局域化变形，则仍是一个开放命题。
近日，99久久久久久久无码|99精品久久99久久久久|亚洲国产成人精品无码一区二区|99久久久无码国产精品免费人妻陈常青教授团队针对这一经典问题提出了赝动力学范式（Pseudo-dynamic Paradigm），将静态形变场映射为赝粒子在势能景观中的运动轨迹，建立了均质介质中复杂局域化变形可预测、可切换和可重编程调控的方法，为复杂形变设计提供了新的理论框架（图1）。
图1.不同物理系统中设计静态变形场的统一赝动力学范式
研究团队突破了传统将固体形变视为静力学平衡问题的思路，提出基于“空间—时间”类比的赝动力学映射（图2），将静态弹性场重新解释为动力系统中的轨迹问题，把复杂的空间形变转化为赝粒子在势能景观中的运动过程。由此，形变设计由传统的“几何结构设计”拓展为“势能景观工程”——不再直接设计结构，而是通过调控势能景观控制粒子轨迹，最终生成目标形态（图3）。
图2.赝动力学映射的核心思路：“d维静态形变场”等价于“d-1维动力学图像”
图3.可重构局域变形的势能景观工程与赝粒子轨迹演化空间：粒子如何运动，变形便如何生成
为验证这一理论，研究团队以力学超材料为模型，结合理论分析、有限元模拟和实验，在无缺陷均质超构材料中，仅通过调节双轴均布载荷的加载比例，成功实现了畴壁的生成、调制、反转、消融和湮灭等一系列可重编程局域化变形，突破了传统“结构决定形变”的设计理念（图4）。研究还发现了由加载方式决定的非线性变形场“隐藏对称性”，进一步揭示了复杂局域化变形背后的统一物理规律。
图4.实现超材料中畴壁晶格的可重编程调控
基于这一框架，研究团队进一步提出了“畴壁比特（Domain-wall Bits）”概念，实现了力学条形码和二维码等机械信息编码，为机械信息存储、计算以及智能可编程材料设计提供了新的思路（图5）。
图5. 基于畴壁比特的力学显示器：实现畴壁“条形码”与“二维码”设计
该工作提出的赝动力学映射，将高维静力学平衡问题转化为低维动力学图像问题，为一大类非线性物理系统中的静态形变设计提供了统一、直观且可操作的理论框架，为均质介质中局域化变形的可重编程调控提供了新的解决思路。更重要的是，该工作推动了形变设计理念由“几何结构设计”向“势能景观工程”的转变，有望为非欧几里得弹性体、活性物质、智能软体机器人以及机械信息计算等领域的发展提供新的理论基础。
研究成果以“重构结构化固体中畴壁晶格的赝动力学范式”（A pseudo-dynamic paradigm for reprogramming domain-wall-lattices in architected solids）为题，于近日发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
99久久久久久久无码|99精品久久99久久久久|亚洲国产成人精品无码一区二区|99久久久无码国产精品免费人妻航院陈常青教授为本文通讯作者，第一作者是2026届博士毕业生生张亚飞（现为以色列希伯来大学博士后）。
本项目获得了国家自然科学基金和伯明翰大学启动资金的支持。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-026-73096-y
供稿：航院
编辑：李华山
审核：黄思南
