研究人員開發了一種聚合物結構，作為“中國手電筒”，當壓縮或扭曲時，十幾條曲線可以改變超過三維的形狀。這種轉變可以通過磁場進行遠程提取和控制，從而為許多實際用途提供了機會。
為了製作燈籠，團隊首先使用了菱形平行四邊形的聚合物薄片。然後，他們在半張紙的中間切割相同的線，形成通過頂部和底部的固體材料連接的平行膠帶。當頂部列表和底部列表的末端靠在一起時，紙張自然折疊，呈手電筒形狀。
“這種基本形式本身就是一種形式，”一篇關於作品的論文的作者尹傑說道。 “換句話來說，它有兩種穩定的形式。結構正在慢慢地保留你用來壓縮結構的能量。所以你會到達一個同時釋放的點，它會導致手電形式非常快速地返回。”
“我們發現，我們可以通過折疊扭曲、折疊街道的頂部或底部，或者將這些東西組合起來，創造出額外的形狀，”該論文的第一位博士生、前博士姚野洪說。北卡羅來納州立大學的學生是賓夕法尼亞大學的博士研究員。 “這些變化中的每一種都可以改變。有些可以在兩種穩定狀態之間來回進行。一種是壓縮和扭轉結構，或者同時扭轉結構。”
研究人員還提供了手電筒的磁性控制，通過將下面的帶子固定在磁性薄膜上。這使得他們能夠利用磁場遠程扭曲或壓縮結構。一些可能的設計用途包括光滑的磁性手柄，可以捕捉和釋放溫和的水下開放水域控製過濾器，以及突然向上延伸的緊湊形式。文章下方提供了實驗視頻。
為了更好地理解和預測燈籠的行為，該小組還創建了數學模型，顯示燈籠在每個穩定配置中保留了最終形式的能量和彈性能量的能量。
洪說：“這個模型使我們能夠安排我們想要創造的形式，這種形式是穩定的，並且具有強大的能量潛力，可以獲取動能。” “所有這些對於創建能夠實現所需應用的形狀都至關重要。”
“隨著技術的進步，這些手電筒單元可以安裝在機械超材料和機器人技術的 2D 和 3D 架構中，”Yin 說道。 “我們將對此進行探索。”
論文，“可重新編程的形態發生，可重新編程存儲在磁帶簇元單元中。”發表於10月10日雜誌 自然材料。該論文由博士生週才智和清海塔監督。北卡羅來納州立大學學生；並通過前博士池銀定。他是賓夕法尼亞大學學生學院的博士研究員。
這項工作得到了國家自然科學基金2005374、2369274和2445551的支持。
