今日Science：你才是个演员——使用可编程3D纹理变形的可伸缩表面来伪装
【背景介绍】
在生活中和生产中使用可伸缩材料的技术变得越来越重要，但是我们还无法控制比气球膨胀更复杂的变形。然而，自然界的许多物种似乎早已掌握了这个技能，从花朵到海里的无脊椎动物等许多生物体可以使用软组织变换出各种形状来进行伪装，运动，抓握和移动物体。例如，头足类动物可以以毫秒为单位从其皮肤产生分层式结构，以此达到伪装的目的。
【成果简介】
北京时间2017年10月13日，Science在线发表了美国康奈尔大学R. F. Shepherd（通讯作者）等人题为“Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skin”的文章，受到头足类肌肉形态的启发，该团队开发出了可将二维（2D）可伸缩表面通过编程转换为目标3D形状的合成组织，合成组织由嵌入不可伸展的纺织网的弹性膜组成，通过使用简单的制造方法和建模方法将其膨胀到其目标形状的10％以内。纤维网作为局部结缔组织起到纤维增强的作用，以此向中心轴提供力并控制3D形状，而弹性体作为可伸展的软组织，其伸缩垂直于合成皮肤表面。这些可伸缩表面从平面转换为3D纹理，可以模仿天然石材和植物形状，并将其伪装成背景环境。
【图文导读】
图1 受到头足类肌肉形态的启发开发合成组织
图2 具有正，零和负高斯曲率目标形状的轴对称膜的设计和变换
图3 具有非对称和分层目标形状的膜的设计
图4 通过组合轴精度，非对称和分层形状变换来编程膜成为仿生形状
文献链接：Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skins（Science,2017,DOI:10.1126/science.aan5627）
本文由材料人学术组Allen供稿，欧洲足球赛事 整理编辑。
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