Los metamateriales mecánicos son materiales/estructuras artificiales diseñados racionalmente con disposiciones geométricas precisas que dan lugar a propiedades físicas y mecánicas inusuales. Estas propiedades sin precedentes suelen derivar de sus estructuras internas únicas en lugar de los materiales de los que están hechos. La inspiración para el diseño de metamateriales mecánicos a menudo proviene de materiales biológicos (como panales y células), de estructuras de celdas unitarias moleculares y cristalinas, así como de los campos artísticos del origami y el kirigami. Si bien los primeros metamateriales mecánicos tenían repeticiones regulares de estructuras de celdas unitarias simples, ahora se están explorando unidades y arquitecturas cada vez más complejas. Los metamateriales mecánicos pueden considerarse una contraparte de la familia bastante conocida de metamateriales ópticos y metamateriales electromagnéticos . Las propiedades mecánicas, incluida la elasticidad, la viscoelasticidad y la termoelasticidad, son fundamentales para el diseño de metamateriales mecánicos. A menudo también se los conoce como metamateriales elásticos o metamateriales elastodinámicos . Sus propiedades mecánicas pueden diseñarse para tener valores que no se encuentran en la naturaleza, como rigidez negativa, coeficiente de Poisson negativo, compresibilidad negativa y módulo de corte que desaparece. [1] [2] [3] [4 ] [5] [6 ] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13]
Metamateriales mecánicos clásicos
La impresión 3D , o fabricación aditiva, ha revolucionado este campo en la última década al permitir la fabricación de complejas estructuras de metamateriales mecánicos. Algunas de las propiedades inusuales y sin precedentes de los metamateriales mecánicos clásicos incluyen:
Coeficiente de Poisson negativo (auxética)
El coeficiente de Poisson define cómo se expande (o contrae) transversalmente un material cuando se comprime longitudinalmente. Si bien la mayoría de los materiales naturales tienen un coeficiente de Poisson positivo (que coincide con nuestra idea intuitiva de que al comprimir un material, debe expandirse en la dirección ortogonal), una familia de materiales extremos conocidos como materiales auxéticos pueden exhibir coeficientes de Poisson inferiores a cero. Se pueden encontrar ejemplos de estos en la naturaleza o fabricados [14] [15] y, a menudo, consisten en una microestructura de bajo volumen que otorga las propiedades extremas. En 1985 se publicaron diseños simples de compuestos que poseen un coeficiente de Poisson negativo (celda de periodicidad hexagonal invertida). [16] [17] Además, también se sabe que ciertos pliegues de origami, como el pliegue de Miura y, en general, los pliegues en zigzag, exhiben un coeficiente de Poisson negativo. [18] [19] [20] [21]
Rigidez negativa
Los metamateriales mecánicos de rigidez negativa (NS) son estructuras de ingeniería que exhiben una propiedad contraria a la intuición: cuando se aplica una fuerza externa, el material se deforma de una manera que reduce la fuerza aplicada en lugar de aumentarla. Esto contrasta con los materiales convencionales que resisten la deformación. [22] [23] [24] [25] Los metamateriales NS generalmente se construyen a partir de elementos dispuestos periódicamente que experimentan inestabilidad elástica bajo carga. Esta inestabilidad conduce a un comportamiento de rigidez negativa dentro de un rango de deformación específico. El efecto general es un material que puede absorber energía de manera más eficiente y exhibe propiedades mecánicas únicas en comparación con los materiales tradicionales.
Expansión térmica negativa
Estos metamateriales mecánicos pueden presentar coeficientes de expansión térmica mayores que los de cualquiera de sus constituyentes. [26] [27] [28] La expansión puede ser arbitrariamente grande, positiva o negativa, o cero. Estos materiales exceden sustancialmente los límites de expansión térmica de un compuesto de dos fases. Contienen un espacio vacío considerable.
Alta relación resistencia-densidad
Un metamaterial mecánico con una alta relación resistencia-densidad es un material sintético diseñado para poseer propiedades mecánicas excepcionales en relación con su peso. Esto se logra mediante microestructuras internas cuidadosamente diseñadas, a menudo periódicas o jerárquicas, que contribuyen al rendimiento general del material. [29] [4]
Compresibilidad negativa
En un sistema termodinámico cerrado en equilibrio, tanto la compresibilidad longitudinal como la volumétrica son necesariamente no negativas debido a las restricciones de estabilidad. Por esta razón, cuando se tensan, los materiales ordinarios se expanden a lo largo de la dirección de la fuerza aplicada. Sin embargo, se ha demostrado que los metamateriales pueden diseñarse para exhibir transiciones de compresibilidad negativas, durante las cuales el material experimenta contracción cuando se tensa (o expansión cuando se presiona). [30] Cuando se someten a tensiones isotrópicas, estos metamateriales también exhiben transiciones de compresibilidad volumétrica negativas. [31]
En esta clase de metamateriales, la respuesta negativa se produce a lo largo de la dirección de la fuerza aplicada, lo que distingue a estos materiales de los que exhiben una respuesta transversal negativa (como en el estudio del coeficiente de Poisson negativo).
Módulo volumétrico negativo
Los metamateriales mecánicos con módulo volumétrico efectivo negativo presentan propiedades intrigantes y contraintuitivas. A diferencia de los materiales convencionales que se comprimen bajo presión, estos materiales se expanden. Este comportamiento anómalo se debe a su microestructura cuidadosamente diseñada, que permite mecanismos de deformación interna que contrarrestan la tensión aplicada. Las aplicaciones potenciales para estos materiales son vastas. Podrían emplearse para diseñar metamateriales acústicos o fonónicos , amortiguadores avanzados y sistemas de disipación de energía. [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] Además, sus propiedades elásticas únicas pueden encontrar utilidad en la creación de nuevos componentes estructurales con mayor resiliencia y adaptabilidad a cargas dinámicas.
Módulo de corte que desaparece
Un metamaterial pentamodo es una estructura tridimensional artificial que, a pesar de ser un sólido, se comporta idealmente como un fluido. Por lo tanto, tiene un volumen finito pero un módulo de corte que se desvanece , o en otras palabras, es difícil de comprimir pero fácil de deformar. Hablando de una manera más matemática, los metamateriales pentamodos tienen un tensor de elasticidad con solo un valor propio distinto de cero y cinco valores propios (penta) que se desvanecen. Las estructuras pentamodas fueron propuestas teóricamente por Graeme Milton y Andrej Cherkaev en 1995 [41] pero no se fabricaron hasta principios de 2012. [42] Según la teoría, los metamateriales pentamodos se pueden utilizar como bloques de construcción para materiales con propiedades elásticas completamente arbitrarias. [41] Las versiones anisotrópicas de las estructuras pentamodas son candidatas para la elastodinámica de transformación y el encubrimiento elastodinámico.
Elasticidad micropolar quiral
Muy a menudo, la elasticidad de Cauchy es suficiente para describir el comportamiento efectivo de los metamateriales mecánicos. Cuando las celdas unitarias de los metamateriales típicos no son centrosimétricas, se ha demostrado que se requirió una descripción efectiva utilizando elasticidad micropolar quiral (o Cosserat [43] ). [44] La elasticidad micropolar combina el acoplamiento de los grados de libertad traslacionales y rotacionales en el caso estático y muestra un comportamiento equivalente a la actividad óptica .
Ajustabilidad mecánica infinita
Además de las conocidas propiedades mecánicas sin precedentes de los metamateriales mecánicos, la "capacidad de ajuste mecánico infinito" es otro aspecto crucial de los metamateriales mecánicos. Esto es particularmente importante para los materiales estructurales, ya que su microestructura y rigidez se pueden ajustar para lograr de manera efectiva los límites superiores teóricos para la rigidez y la resistencia específicas . [45] [46] [47] Si bien los compuestos teóricos que logran el mismo límite superior existen desde hace algún tiempo, [48] no han sido prácticos de fabricar ya que requieren características en múltiples escalas de longitud. [49] Los diseños de escala de longitud única son susceptibles de fabricación aditiva , donde pueden permitir sistemas de ingeniería que maximizan la rigidez liviana, la resistencia y la absorción de energía.
Metamateriales mecánicos activos
Hasta la fecha, la mayoría de los estudios convencionales sobre metamateriales mecánicos se han centrado en estructuras pasivas con propiedades fijas, que carecen de capacidades de detección activa o retroalimentación. [50] [13] La integración profunda de funcionalidades avanzadas es un desafío crítico en la exploración de la próxima generación de metamateriales. [51] Los metamateriales mecánicos compuestos podrían ser la clave para lograr este objetivo. Sin embargo, todo el concepto de metamateriales mecánicos compuestos todavía está en su infancia. Obtener un comportamiento programable a través de la interacción entre el material y la estructura en metamateriales mecánicos compuestos permite integrar funcionalidades avanzadas en su textura más allá de sus propiedades mecánicas. El "árbol de conocimiento de metamateriales mecánicos" [13] implica que los metamateriales quirales, reticulares y negativos (por ejemplo, módulo volumétrico negativo o módulo elástico negativo) están maduros, seguidos por los metamateriales origami y celulares.
Las tendencias de investigación recientes han estado entrando en un espacio que va más allá de la mera exploración de propiedades mecánicas sin precedentes. Las direcciones emergentes previstas son la detección, la recolección de energía y la activación de metamateriales mecánicos. El árbol del conocimiento revela que la computación digital, el almacenamiento de datos digitales y las aplicaciones de sistemas micro/nano-electromecánicos (MEMS/NEMS) son uno de los pilares de la investigación futura de metamateriales mecánicos. En esta dirección de evolución, el objetivo final pueden ser metamateriales mecánicos activos con un nivel de cognición. Las capacidades cognitivas son elementos cruciales en unos " metamateriales mecánicos verdaderamente inteligentes ". Al igual que los organismos vivos complejos, los metamateriales mecánicos inteligentes pueden potencialmente desplegar sus capacidades cognitivas para la detección, la autoalimentación y el procesamiento de información para interactuar con los entornos circundantes, optimizando su respuesta y creando un ciclo de detección-decisión-respuesta.
Metamateriales mecánicos programables
La respuesta programable es una dirección emergente para los metamateriales mecánicos más allá de las propiedades mecánicas. [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] La capacidad de respuesta eléctrica es una funcionalidad importante para diseñar metamateriales mecánicos adaptativos, actuadores y autónomos. [59] [60] Por ejemplo, se han abierto ideas de investigación mediante metamateriales mecánicos activos y adaptativos que diseñan materiales eléctricos en las unidades microestructurales de metamateriales para convertir de manera autónoma la entrada de tensión mecánica en salida de señal eléctrica. [50] [61]
Metamateriales mecánicos responsivos
La integración de materiales funcionales y diseño mecánico es un área de investigación emergente para explorar metamateriales mecánicos sensibles. [50] Estudios recientes exploran nuevas clases de metamateriales mecánicos que pueden responder a diferentes tipos de excitación, como acústica, [62] termofotovoltaica [63] y magnética. [64]
Detección y recolección de energía mediante metamateriales mecánicos
Estudios recientes han explorado la integración de funcionalidades de detección y recolección de energía en la estructura de metamateriales mecánicos. Los meta-tribomateriales [65] [66] propuestos en 2021 son una nueva clase de metamateriales mecánicos compuestos multifuncionales con funcionalidades intrínsecas de detección y recolección de energía. Estos sistemas de materiales están compuestos por microestructuras triboeléctricas finamente diseñadas y topológicamente diferentes. Los meta-tribomateriales pueden servir como nanogeneradores y medios de detección para recopilar directamente información sobre su entorno operativo. Heredan naturalmente las propiedades mecánicas mejoradas que ofrecen los metamateriales mecánicos clásicos. Bajo excitaciones mecánicas, los meta-tribomateriales generan señales eléctricas que pueden usarse para detección activa y potenciación de sensores y electrónica integrada. [65]
Metamateriales mecánicos electrónicos
Los metamateriales mecánicos electrónicos [67] son metamateriales mecánicos activos con capacidades de computación digital y almacenamiento de información. Han construido las bases para un nuevo campo científico de metamecanotrónica (electrónica de metamateriales mecánicos) propuesto en 2023. [67] Estos sistemas de materiales se crean mediante la integración de metamateriales mecánicos, electrónica digital y tecnologías de recolección de nanoenergía (por ejemplo, triboeléctrica, piezoeléctrica, piroeléctrica). Los metamateriales mecánicos electrónicos tienen el potencial de funcionar como puertas lógicas digitales, allanando el camino para el desarrollo de computadoras de metamateriales mecánicos (MMC) que podrían complementar los sistemas electrónicos tradicionales. [67] Estos sistemas de metamateriales informáticos pueden ser particularmente útiles bajo cargas extremas y entornos hostiles (por ejemplo, alta presión, temperatura alta/baja y exposición a la radiación) donde la electrónica de semiconductores tradicional no puede mantener sus funciones lógicas diseñadas.
Referencias
^ Lakes, Roderic (27 de febrero de 1987). "Estructuras de espuma con un coeficiente de Poisson negativo". Science . 235 (4792): 1038–1040. Bibcode :1987Sci...235.1038L. doi :10.1126/science.235.4792.1038. ISSN 0036-8075. PMID 17782252.
^ Bertoldi, Katia; Reis, Pedro M.; Willshaw, Stephen; Mullin, Tom (19 de enero de 2010). "Comportamiento negativo del coeficiente de Poisson inducido por una inestabilidad elástica". Materiales avanzados . 22 (3): 361–366. Bibcode :2010AdM....22..361B. doi :10.1002/adma.200901956. ISSN 0935-9648. PMID 20217719.
^ Greaves, GN; Greer, AL; Lakes, RS; Rouxel, T. (noviembre de 2011). "Relación de Poisson y materiales modernos". Nature Materials . 10 (11): 823–837. Bibcode :2011NatMa..10..823G. doi :10.1038/nmat3134. ISSN 1476-4660. PMID 22020006.
^ ab Zheng, Xiaoyu; Lee, Howon; Weisgraber, Todd H.; Shusteff, Maxim; DeOtte, Joshua; Duoss, Eric B.; Kuntz, Joshua D.; Biener, Monika M.; Ge, Qi; Jackson, Julie A.; Kucheyev, Sergei O.; Fang, Nicholas X.; Spadaccini, Christopher M. (20 de junio de 2014). "Metamateriales mecánicos ultraligeros y ultrarígidos". Science . 344 (6190): 1373–1377. Bibcode :2014Sci...344.1373Z. doi :10.1126/science.1252291. hdl : 1721.1/88084 . ISSN 0036-8075.
^ Christensen, Johan; Kadic, Muamer; Wegener, Martin; Kraft, Oliver; Wegener, Martin (1 de septiembre de 2015). "Tiempos vibrantes para los metamateriales mecánicos". MRS Communications . 5 (3): 453–462. doi :10.1557/mrc.2015.51. ISSN 2159-6867.
^ Li, Xiaoyan; Gao, Huajian (abril de 2016). "Más pequeño y más fuerte". Nature Materials . 15 (4): 373–374. doi :10.1038/nmat4591. ISSN 1476-4660.
^ Haghpaná, Babak; Salari-Sharif, Ladan; Pourrajab, Peyman; Hopkins, Jonathan; Valdevit, Lorenzo (septiembre de 2016). "Materiales arquitectónicos multiestables y reconfigurables". Materiales Avanzados . 28 (36): 7915–7920. Código Bib : 2016AdM....28.7915H. doi :10.1002/adma.201601650. ISSN 0935-9648. PMID 27384125.
^ Zadpoor, Amir A. (22 de agosto de 2016). "Metamateriales mecánicos". Materials Horizons . 3 (5): 371–381. doi :10.1039/C6MH00065G. ISSN 2051-6355.
^ Bauer, Jens; Meza, Lucas R.; Schaedler, Tobías A.; Schwaiger, Ruth; Zheng, Xiaoyu; Valdevit, Lorenzo (octubre de 2017). "Nanorretículas: una clase emergente de metamateriales mecánicos". Materiales Avanzados . 29 (40). Código Bib : 2017AdM....2901850B. doi :10.1002/adma.201701850. ISSN 0935-9648.
^ Bertoldi, Katia; Vitelli, Vincenzo; Christensen, Johan; van Hecke, Martin (17 de octubre de 2017). "Metamateriales mecánicos flexibles". Nature Reviews Materials . 2 (11): 17066. Bibcode :2017NatRM...217066B. doi :10.1038/natrevmats.2017.66. ISSN 2058-8437.
^ Surjadi, James Utama; et al. (4 de enero de 2019). "Metamateriales mecánicos y sus aplicaciones en ingeniería". Materiales de ingeniería avanzada . 21 (3): 1800864. doi : 10.1002/adem.201800864 .
^ abcd Jiao, Pengcheng; Mueller, Jochen; Raney, Jordan R.; Zheng, Xiaoyu (Rayne); Alavi, Amir H. (26 de septiembre de 2023). "Metamateriales mecánicos y más allá". Nature Communications . 14 (1): 6004. Bibcode :2023NatCo..14.6004J. doi :10.1038/s41467-023-41679-8. ISSN 2041-1723. PMC 10522661 .
^ Xu, B.; Arias, F.; Brittain, ST; Zhao, X.-M.; Grzybowski, B.; Torquato, S.; Whitesides, GM (1999). "Elaboración de microestructuras con coeficiente de Poisson negativo mediante litografía blanda". Materiales avanzados . 11 (14): 1186–1189. Código Bibliográfico :1999AdM....11.1186X. doi :10.1002/(SICI)1521-4095(199910)11:14<1186::AID-ADMA1186>3.0.CO;2-K.
^ Bückmann, Tiemo; Stenger, Nicolas; Kadic, Muamer; Kaschke, Johannes; Frölich, Andreas; Kennerknecht, Tobias; Eberl, Christoph; Thiel, Michael; Wegener, Martin (22 de mayo de 2012). "Metamateriales mecánicos 3D a medida fabricados mediante litografía óptica con escritura láser directa por inmersión". Materiales avanzados . 24 (20): 2710–2714. Código Bibliográfico :2012AdM....24.2710B. doi :10.1002/adma.201200584. PMID 22495906. S2CID 205244958.
^ Kolpakovs, AG (1985). "Determinación de las características medias de estructuras elásticas". Journal of Applied Mathematics and Mechanics . 49 (6): 739–745. Bibcode :1985JApMM..49..739K. doi :10.1016/0021-8928(85)90011-5.
^ Almgren, RF (1985). "Una estructura tridimensional isotrópica con coeficiente de Poisson=-1". Journal of Elasticity . 15 (4): 427–430. doi :10.1007/bf00042531. S2CID 123298026.
^ Schenk, Mark (2011). Estructuras de láminas plegadas, tesis doctoral (PDF) . Universidad de Cambridge, Clare College.
^ Wei, ZY; Guo, ZV; Dudte, L.; Liang, HY; Mahadevan, L. (21 de mayo de 2013). "Mecánica geométrica del origami plisado periódico". Physical Review Letters . 110 (21): 215501. arXiv : 1211.6396 . Código Bibliográfico :2013PhRvL.110u5501W. doi :10.1103/PhysRevLett.110.215501. PMID 23745895. S2CID 9145953.
^ Eidini, Maryam; Paulino, Glaucio H. (2015). "Descifrando las propiedades de los metamateriales en láminas plegadas con base en zigzag". Science Advances . 1 (8): e1500224. arXiv : 1502.05977 . Bibcode :2015SciA....1E0224E. doi :10.1126/sciadv.1500224. ISSN 2375-2548. PMC 4643767 . PMID 26601253.
^ Eidini, Maryam (2016). "Metamateriales mecánicos celulares en láminas plegadas con base en zigzag". Extreme Mechanics Letters . 6 : 96–102. arXiv : 1509.08104 . Código Bibliográfico :2016ExML....6...96E. doi :10.1016/j.eml.2015.12.006. S2CID 118424595.
^ Lakes, R.; Rosakis, P.; Ruina, A. (15 de febrero de 1993). "Inestabilidad por micropandeo en sólidos celulares elastoméricos". Revista de ciencia de materiales . 28 (17): 4667–4672. Código Bibliográfico :1993JMatS..28.4667L. doi :10.1007/bf00414256. ISSN 0022-2461.
^ Hewage, Trishan AM; Alderson, Kim L.; Alderson, Andrew; Scarpa, Fabrizio (diciembre de 2016). "Metamateriales mecánicos doblemente negativos que muestran propiedades simultáneas de rigidez negativa y coeficiente de Poisson negativo". Materiales avanzados . 28 (46): 10323–10332. Bibcode :2016AdM....2810323H. doi :10.1002/adma.201603959. ISSN 0935-9648. PMID 27781310.
^ Bronceado, Xiaojun; Wang, Bing; Zhu, Shaowei; Chen, Shuai; Yao, Kaili; Xu, Peifei; Wu, Linzhi; Sol, Yuguo (10 de diciembre de 2019). "Nuevos metamateriales mecánicos multidireccionales de rigidez negativa". Materiales y Estructuras Inteligentes . 29 (1): 015037. doi :10.1088/1361-665x/ab47d9. ISSN 0964-1726.
^ Correa, Dixon M; Klatt, Timothy; Cortes, Sergio; Haberman, Michael; Kovar, Desiderio; Seepersad, Carolyn (1 de enero de 2015). "Panales de abejas de rigidez negativa para aislamiento de impacto recuperable". Rapid Prototyping Journal . 21 (2): 193–200. doi :10.1108/RPJ-12-2014-0182. ISSN 1355-2546.
^ Lehman, Jeremy; Lakes, Roderic (1 de septiembre de 2013). "Redes rígidas con expansión térmica cero y rigidez mejorada mediante la optimización de la sección transversal de las costillas". Revista internacional de mecánica y materiales en diseño . 9 (3): 213–225. doi :10.1007/s10999-012-9210-x. ISSN 1573-8841.
^ Zhang, Qiao; Sun, Yuxin (1 de enero de 2024). "Nuevas estructuras metamateriales con expansión térmica negativa y propiedades mecánicas ajustables". Revista Internacional de Ciencias Mecánicas . 261 : 108692. doi :10.1016/j.ijmecsci.2023.108692. ISSN 0020-7403.
^ Liu, Siyao; Li, Yaning (septiembre de 2023). "Expansión térmica de metamaterial mecánico quiral híbrido con bi-bandas estampadas". Materiales de ingeniería avanzada . 25 (17). doi : 10.1002/adem.202300478 . ISSN 1438-1656.
^ Lakes, Roderic (febrero de 1993). "Materiales con jerarquía estructural". Nature . 361 (6412): 511–515. Código Bibliográfico :1993Natur.361..511L. doi :10.1038/361511a0. ISSN 1476-4687.
^ Nicolaou, Zachary G.; Motter, Adilson E. (2012). "Metamateriales mecánicos con transiciones de compresibilidad negativa". Nature Materials . 11 (7): 608–13. arXiv : 1207.2185 . Código Bibliográfico :2012NatMa..11..608N. doi :10.1038/nmat3331. PMID 22609557. S2CID 13390648.
^ Nicolaou, Zachary G.; Motter, Adilson E. (2013). "Compresibilidad longitudinal invertida en metamateriales supertensados". Revista de física estadística . 151 (6): 1162–1174. arXiv : 1304.0787 . Código Bibliográfico :2013JSP...151.1162N. doi :10.1007/s10955-013-0742-8. S2CID 32700289.
^ Lee, Sam Hyeon; Park, Choon Mahn; Seo, Yong Mun; Wang, Zhi Guo; Kim, Chul Koo (29 de abril de 2009). "Metamaterial acústico con módulo negativo". Journal of Physics: Condensed Matter . 21 (17): 175704. arXiv : 0812.2952 . Bibcode :2009JPCM...21q5704L. doi :10.1088/0953-8984/21/17/175704. PMID 21825432. S2CID 26358086.
^ Lee, Sam Hyeon; Park, Choon Mahn; Seo, Yong Mun; Wang, Zhi Guo; Kim, Chul Koo (1 de diciembre de 2009). "Metamaterial acústico con densidad negativa". Physics Letters A . 373 (48): 4464–4469. Bibcode :2009PhLA..373.4464L. doi :10.1016/j.physleta.2009.10.013.
^ Yang, Z.; Mei, Jun; Yang, Min; Chan, N.; Sheng, Ping (1 de noviembre de 2008). "Metamaterial acústico de tipo membrana con masa dinámica negativa" (PDF) . Physical Review Letters . 101 (20): 204301. Bibcode :2008PhRvL.101t4301Y. doi :10.1103/PhysRevLett.101.204301. PMID 19113343. S2CID 714391.
^ Ding, Yiqun; Liu, Zhengyou; Qiu, Chunyin; Shi, Jing (agosto de 2007). "Metamaterial con módulo volumétrico y densidad de masa negativos simultáneos". Physical Review Letters . 99 (9): 093904. Bibcode :2007PhRvL..99i3904D. doi :10.1103/PhysRevLett.99.093904. PMID 17931008.
^ Lee, Sam Hyeon; Park, Choon Mahn; Seo, Yong Mun; Wang, Zhi Guo; Kim, Chul Koo (1 de febrero de 2010). "Medio acústico compuesto con densidad y módulo simultáneamente negativos". Physical Review Letters . 104 (5): 054301. arXiv : 0901.2772 . Código Bibliográfico :2010PhRvL.104e4301L. doi :10.1103/PhysRevLett.104.054301. PMID 20366767. S2CID 119249065.
^ Li, Jensen; Fok, Lee; Yin, Xiaobo; Bartal, Guy; Zhang, Xiang (2009). "Demostración experimental de una hiperlente de aumento acústica". Nature Materials . 8 (12): 931–934. Bibcode :2009NatMa...8..931L. doi :10.1038/nmat2561. PMID 19855382.
^ Christensen, Johan; de Abajo, F. (2012). "Metamateriales anisotrópicos para el control total de las ondas acústicas". Physical Review Letters . 108 (12): 124301. Bibcode :2012PhRvL.108l4301C. doi :10.1103/PhysRevLett.108.124301. hdl : 10261/92293 . PMID 22540586. S2CID 36710766.
^ Farhat, M.; Enoch, S.; Guenneau, S.; Movchan, A. (2008). "Capa acústica cilíndrica de banda ancha para ondas superficiales lineales en un fluido". Physical Review Letters . 101 (13): 134501. Bibcode :2008PhRvL.101m4501F. doi :10.1103/PhysRevLett.101.134501. PMID 18851453.
^ Cummer, Steven A; Schurig, David (2007). "Un camino hacia el encubrimiento acústico". New Journal of Physics . 9 (3): 45. Bibcode :2007NJPh....9...45C. doi : 10.1088/1367-2630/9/3/045 .
^ ab Milton, Graeme W.; Cherkaev, Andrej V. (1 de enero de 1995). "¿Qué tensores de elasticidad son realizables?". Journal of Engineering Materials and Technology . 117 (4): 483. doi :10.1115/1.2804743.
^ Kadic, Muamer; Bückmann, Tiemo; Stenger, Nicolas; Thiel, Michael; Wegener, Martin (1 de enero de 2012). "Sobre la viabilidad de los metamateriales mecánicos pentamodos". Applied Physics Letters . 100 (19): 191901. arXiv : 1203.1481 . Código Bibliográfico :2012ApPhL.100s1901K. doi :10.1063/1.4709436. S2CID 54982039.
^ Rueger, Z.; Lakes, RS (8 de febrero de 2018). "Fuerte elasticidad de Cosserat en una red polimérica transversalmente isotrópica". Physical Review Letters . 120 (6): 065501. Bibcode :2018PhRvL.120f5501R. doi : 10.1103/PhysRevLett.120.065501 . PMID 29481282.
^ Frenzel, Tobias; Kadic, Muamer; Wegener, Martin (23 de noviembre de 2017). «Metamateriales mecánicos tridimensionales con un giro». Science . 358 (6366): 1072–1074. Bibcode :2017Sci...358.1072F. doi : 10.1126/science.aao4640 . PMID 29170236.
^ Ritchie, Robert O.; Zheng, Xiaoyu Rayne (septiembre de 2022). "Creciente capacidad de diseño en materiales estructurales". Nature Materials . 21 (9): 968–970. Código Bibliográfico :2022NatMa..21..968R. doi :10.1038/s41563-022-01336-9. ISSN 1476-4660.
^ Berger, JB; Wadley, HNG; McMeeking, RM (2017). "Metamateriales mecánicos en el límite teórico de la rigidez elástica isotrópica". Nature . 543 (7646): 533–537. Bibcode :2017Natur.543..533B. doi :10.1038/nature21075. hdl : 2164/9176 . ISSN 0028-0836. PMID 28219078. S2CID 205253514.
^ Ladrón, Cameron; Bauer, Jens; Güell Izard, Anna; Santos de Oliveira, Cristina; Martins de Souza e Silva, Juliana; Berger, Jonathan B.; Valdevit, Lorenzo (27/03/2020). "Placas-nanorretículas en el límite teórico de rigidez y resistencia". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 1579. Bibcode : 2020NatCo..11.1579C. doi :10.1038/s41467-020-15434-2. ISSN 2041-1723. PMC 7101344 . PMID 32221283.
^ abc Pishvar, Maya; Harne, Ryan L. (18 de agosto de 2020). "Fundamentos para materia blanda e inteligente mediante metamateriales mecánicos activos". Ciencia avanzada . 7 (18). doi :10.1002/advs.202001384. ISSN 2198-3844. PMC 7509744 . PMID 32999844.
^ Fronteras de la investigación de materiales: un estudio decenal. Comité de Fronteras de la investigación de materiales: un estudio decenal, Junta Nacional de Materiales y Manufactura, Junta de Física y Astronomía, División de Ingeniería y Ciencias Físicas, Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. Washington, DC: National Academies Press. 2019-08-12. doi :10.17226/25244. ISBN978-0-309-48387-2.{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
^ Florijn, Bastiaan; Coulais, Corentin; van Hecke, Martín (24 de octubre de 2014). "Metamateriales mecánicos programables". Cartas de revisión física . 113 (17): 175503. arXiv : 1407.4273 . Código Bib : 2014PhRvL.113q5503F. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.175503. hdl : 1887/51767. PMID 25379923.
^ Goswami, Debkalpa; Zhang, Yunlan; Liu, Shuai; Abdalla, Omar A; Zavattieri, Pablo D; Martinez, Ramses V (1 de enero de 2021). "Metamateriales mecánicos con acoplamiento compresión-torsión programable". Materiales y estructuras inteligentes . 30 (1): 015005. Bibcode :2021SMaS...30a5005G. doi :10.1088/1361-665X/abc182. ISSN 0964-1726.
^ Liu, Weiqi; Jiang, Hanqing; Chen, Yan (febrero de 2022). "Metamateriales programables en 3D basados en módulos de mecanismos reconfigurables". Materiales funcionales avanzados . 32 (9). doi : 10.1002/adfm.202109865 . ISSN 1616-301X.
^ Gregg, Christine E.; Catanoso, Damiana; Formoso, Olivia Irene B.; Kostitsyna, Irina; Ochalek, Megan E.; Olatunde, Taiwo J.; Park, In Won; Sebastianelli, Frank M.; Taylor, Elizabeth M.; Trinh, Greenfield T.; Cheung, Kenneth C. (17 de enero de 2024). "Metamateriales mecánicos ultraligeros, resistentes y autoreprogramables". Science Robotics . 9 (86). doi :10.1126/scirobotics.adi2746. ISSN 2470-9476. PMID 38232146.
^ Liu, Chenyang; Zhang, Xi; Chang, Jiahui; Lyu, You; Zhao, Jianan; Qiu, Song (20 de marzo de 2024). "Metamateriales mecánicos programables: conceptos básicos, tipos, estrategias de construcción: una revisión". Frontiers in Materials . 11 . Bibcode :2024FrMat..1161408L. doi : 10.3389/fmats.2024.1361408 . ISSN 2296-8016.
^ Rafsanjani, Ahmad; Bertoldi, Katia; Studart, André R. (10 de abril de 2019). "Programación de robots blandos con metamateriales mecánicos flexibles". Robótica científica . 4 (29). arXiv : 1906.00306 . doi : 10.1126/scirobotics.aav7874. ISSN 2470-9476. PMID 33137714.
^ Chen, Tian; Pauly, Mark; Reis, Pedro M. (enero de 2021). "Un metamaterial mecánico reprogramable con memoria estable". Nature . 589 (7842): 386–390. Bibcode :2021Natur.589..386C. doi :10.1038/s41586-020-03123-5. ISSN 1476-4687. PMID 33473228.
^ Mei, Tie; Meng, Zhiqiang; Zhao, Kejie; Chen, Chang Qing (13 de diciembre de 2021). "Un metamaterial mecánico con funciones lógicas reprogramables". Nature Communications . 12 (1): 7234. Bibcode :2021NatCo..12.7234M. doi :10.1038/s41467-021-27608-7. ISSN 2041-1723. PMC 8668933 . PMID 34903754.
^ Li, Feng; Anzel, Paul; Yang, Jinkyu; Kevrekidis, Panayotis G.; Daraio, Chiara (30 de octubre de 2014). "Interruptores acústicos granulares y elementos lógicos". Nature Communications . 5 (1): 5311. Bibcode :2014NatCo...5.5311L. doi :10.1038/ncomms6311. ISSN 2041-1723. PMID 25354587.
^ Woolf, David N.; Kadlec, Emil A.; Bethke, Don; Grine, Albert D.; Nogan, John J.; Cederberg, Jeffrey G.; Bruce Burckel, D.; Luk, Ting Shan; Shaner, Eric A.; Hensley, Joel M. (2018). "Conversión de energía termofotovoltaica de alta eficiencia habilitada por un emisor selectivo de metamateriales". Optica . 5 (2): 213. Bibcode :2018Optic...5..213W. doi :10.1364/optica.5.000213 . Consultado el 23 de julio de 2024 .
^ Xie, Yunsong; Fan, Xin; Wilson, Jeffrey D.; Simons, Rainee N.; Chen, Yunpeng; Xiao, John Q. (9 de septiembre de 2014). "Un adaptador universal de conversión de energía electromagnética basado en un absorbente metamaterial". Scientific Reports . 4 (1): 6301. arXiv : 1312.0683 . Bibcode :2014NatSR...4E6301X. doi :10.1038/srep06301. ISSN 2045-2322. PMC 4158331 . PMID 25200005.
^ ab Barri, Kaveh; Jiao, Pengcheng; Zhang, Qianyun; Chen, junio; Wang, Zhong Lin; Alavi, Amir H. (1 de agosto de 2021). "Nanogeneradores de metatribomateriales multifuncionales para recolección de energía y detección activa". Nanoenergía . 86 : 106074. Código bibliográfico : 2021NEne...8606074B. doi :10.1016/j.nanoen.2021.106074. ISSN 2211-2855. PMC 8423374 . PMID 34504740.
^ Alavi AH, Barri K., “Metamateriales mecánicos compuestos autoconscientes y método para fabricarlos”, Patente de EE. UU. N.º US2022/0011176A1, 2022.
^ abc Zhang, Qianyun; Barri, Kaveh; Jiao, Pengcheng; Lu, Wenyun; Luo, Jianzhe; Meng, Wenxuan; Wang, Jiajun; Hong, Luqin; Müller, Jochen; Lin Wang, Zhong; Alavi, Amir H. (1 de mayo de 2023). "Metamecanotrónica para computación autoalimentada". Materiales hoy . 65 : 78–89. doi :10.1016/j.mattod.2023.03.026. ISSN 1369-7021. S2CID 258230710.