近日，在國家自然科學基金支持下，中國石油大學（北京）新能源與材料學院郝世杰教授研究團隊在《Advanced Functional Materials》期刊上發表題為《Bistable-Shape Memory Synergy Enables Self-triggered Snap-Through with Ultrahigh Energy Density》的研究論文。論文第一作者為新能源與材料學院博士生李昊航。
該研究提出了一種將形狀記憶合金（SMA）的熱誘導相變與雙穩態結構的快速變形機制相結合的新方法，構建出一種智能雙穩態驅動器。該器件通過熱激活實現自觸發，無需外部機械執行器介入，具有高能量密度特性。熱致馬氏體逆相變與結構約束的協同作用，使其體積能量密度超過已報道的雙穩態驅動器最高值。通過調控幾何參數以優化局部應變與馬氏體取向，該驅動器可發射達自身質量1176倍的有效載荷，實現265 mm的跳躍高度（相當于自身高度的30倍），并在4毫秒內完成快速響應。擴展結構設計還支持多模式驅動功能，包括水平彈射、扭矩旋轉驅動及溫度編程的多步抓取與跳躍動作。本研究提出的材料-結構協同設計策略為開發高能量密度的智能驅動系統提供了新途徑，在機器人、微自動化系統與智能執行器等領域展現出應用潛力。
《Advanced Functional Materials》是Wiley出版社旗下的高質量材料科學期刊，創刊于2001年，專注于功能材料的前沿研究，涵蓋納米技術、化學、物理、生物學等多學科交叉領域。2025年影響因子19.0，五年平均影響因子19.4，中科院分區材料科學1區TOP期刊，以快速公正的同行評審和高影響力著稱。
全文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202514272
