“百变磁力魔毯”来了

本报讯（记者王敏）中国科学技术大学副教授李木军等人研发了一种由磁控单元阵列构成的功能表面，其表面单元的功能状态可快速重复编程并能够稳定自维持，实现了表面颜色、润湿性、反射率以及磁驱动表面变形的灵活调制，就像一张“百变磁力魔毯”。相关研究成果近日发表于《设备》。

可编程功能表面能够对光学性质、润湿性、黏附性等表面性质进行按需调控，在自适应伪装、疏水防冰及建筑节能等领域具有广阔应用前景。然而，现有可编程功能表面在表面状态稳定自维持和快速可重构能力权衡方面具有挑战性。场响应材料的集成为功能表面的重复编程提供了便利，但需要通过持续能量输入维持已编程的功能；形状记忆材料和功能涂层等技术可用于稳定保持表面状态，但会使重编程过程变得复杂耗时。

针对上述问题，研究团队提出以一种形状类似于书页的磁控性可翻转结构作为表面单元，这种单元的阵列化平铺组成了磁控表面。同时，他们开发了脉冲磁针用于快速编程单元的状态。单元中磁性“片”和“条”之间的三极锁定机制能够锁定单元状态，无需外部能量输入即可维持已编程的表面功能。此外，通过移动脉冲磁针编程表面上任意位置的单元状态，可以实现局部表面功能的灵活定制。

在此基础上，团队构建了磁驱可编码功能表面。通过编程颜色单元显示不同字符图案，实现信息存储或动态伪装；通过编程润湿性单元可定制表面特定区域的亲水性，从而实现液滴输运；编程反射率单元可在相同辐射热源下调控表面特定区域的温度响应，有望用于建筑或设备表面的快速控温。此外，通过可逆地调控表面单元的磁化方向，同一表面在磁场驱动下能可编程地展现出不同形状，展示了该方法在软体机器人领域的应用潜力。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100891