近年來,已經開發了機械超材料,支持各種有趣的非線性波的傳播,包括過渡波和矢量孤子(多自由度之間耦合的孤子)。
賓夕法尼亞大學Jordan R. Raney等報告了2D多穩態機械超材料中相變的觀測結果,這種相變是由超材料中類孤子脈沖的碰撞引發的。
本文要點:
(1)
類似于晶體固體中的一級相變,作者觀察到,如果新相達到或超過臨界晶核尺寸,多穩態超材料支持相變。如果滿足這一標準,新相隨后以過渡波的形式傳播,將超材料的其余部分轉換為新相。更有趣的是,作者使用一個實驗驗證的模型,數值顯示臨界核可以通過類孤子脈沖的碰撞形成。
(2)
此外,非線性脈沖的豐富的方向依賴行為使得能夠控制成核的位置和生長階段的時空形狀。
參考文獻:
Jiao, W., Shu, H., Tournat, V. et al. Phase transitions in 2D multistable mechanical metamaterials via collisions of soliton-like pulses. Nat Commun 15, 333 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44293-w
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44293-w