[發明專利]具有拉扭耦合特性的手性拉脹超構材料結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202010948368.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112049886B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 韓賓;吳昊;張琦
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;浙江西安交通大學研究院
• 主分類號: F16F7/12
• 分類號: F16F7/12;B22F3/105;B29C64/118;B29C64/386;B33Y10/00;B33Y50/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種制備具有拉扭耦合特性的手性拉脹超構材料結構的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據多邊形環狀結構確定單胞形狀，然后將對應的連桿與多邊形環狀結構的頂點處以銳角角度連接，上下的多邊形環狀結構互為翻轉關系且形心在Z方向上對齊，通過對應的傾斜圓柱將上下多邊形環狀結構的頂點兩兩連接構成三維單胞結構，然后將三維單胞結構在空間上陣列分布，通過連桿連接得到模型；

S2、對步驟S1獲得的模型進行幾何建模和構型設計，得到模型文件，確定多邊形環狀結構的邊長和寬度、連桿的長度和寬度、連桿與環的連接角度、具有連桿的多邊形環狀結構的厚度、傾斜圓柱的直徑和上下多邊形環狀結構在Z方向的距離，建立三維單胞結構；再根據各方向上三維單胞結構的個數，通過空間陣列得到相應的點陣結構模型文件；

S3、采用3D打印方式，導入步驟S2確定的模型文件，打印點陣模型，去除支撐后得到具有拉扭耦合特性的手性拉脹超構材料結構；

具有拉扭耦合特性的手性拉脹超構材料結構包括若干三維單胞結構，每個三維單胞結構包括上下設置的兩個多邊形環狀結構（1），上下兩個多邊形環狀結構（1）的頂點處分別通過對應設置的第一傾斜圓柱（2）連接，多個第一傾斜圓柱（2）沿同一方向錯位設置，兩個多邊形環狀結構（1）的頂點處分別設置有用于連接相鄰三維單胞結構的連桿（3），若干三維單胞結構按空間陣列方式排布，通過對應的連桿（3）連接構成具有拉扭耦合特性的手性拉脹超構材料結構；

連桿（3）與多邊形環狀結構（1）頂點處的連接角度為銳角，連桿（3）以多邊形環狀結構（1）的形心為中心呈圓周陣列分布，上下兩個多邊形環狀結構（1）互為翻轉關系且形心在Z方向上對齊，三維單胞結構以X方向、與X呈120°方向和Z方向在空間上陣列分布，在XOY平面上，相鄰三維單胞結構的連桿（3）相交處通過第二傾斜圓柱連接，第二傾斜圓柱的高度與多邊形環狀結構（1）的厚度相同，在Z方向上，相鄰的傾斜圓柱（2）的旋轉方向呈正反交替排列；

第一傾斜圓柱（2）的個數與多邊形環狀結構（1）的頂點個數相同，每個第一傾斜圓柱（2）的軸線與上下兩個多邊形環狀結構（1）的形心連線不平行且以形心連線為中心線呈圓周陳列分布，形成一個傾斜的旋轉方向；

多邊形環狀結構（1）包括正六邊形環狀結構、正方形環狀結構和三角形環狀結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，3D打印采用熔融沉積法和激光選區熔化方法。