超薄材料微觀圖
超薄材料的低彎曲剛度，表明它們可以容易地彎曲折疊成3D形狀。近日，約翰霍普金斯大學的David H. Gracias教授（通訊作者）等人回顧了超薄材料的2D到3D形狀轉換的新興領域。超薄薄膜的彎曲和扭曲會引起原子分子的應變，從而改變它們的物理和化學性質，并導致與其平面前體表現出非常不同的新型3D形式的物質。形狀變化也可以導致具有顯著更小形狀因子的新型3D架構。例如，3D超薄材料在片上器件上將占據較小的空間，或者可能通過曲折的介質滲透，這對于小型化機器人和智能灰塵應用是重要的。文章突出了超薄和傳統形狀變化材料之間的幾個區別。后者通常與水凝膠，液晶或形狀記憶彈性體相關聯。與散裝材料相比，由于彎曲模量顯著降低，超薄材料可以更容易地彎曲和折疊。因此，改變超薄材料的形狀需要更少的能量，即使小的環境刺激也能引起較大的反應。此外，不同配置之間的能量障礙很小，允許各種構造并增強可編程性。最后，由于其超薄的性質，形狀變化通常不會由于滯后的質量或熱傳輸而減慢，因此響應可能比散裝材料的響應快得多。