无需供电、无需控制、无需复杂编程,遇到环境变化就能自动 “记住形状、自动恢复”—— 这不是科幻,而是哈尔滨工业大学 “感忆智构” 项目带来的真实突破。

当前,微型执行器与智能结构普遍依赖电机、气动、电控驱动,系统复杂、能耗高、在恶劣环境下可靠性低。传统形状记忆材料又必须经过多次加热‑加载‑冷却‑卸载,流程繁琐、成本高、难以微型化。针对这一行业共性难题,哈工大团队历时多年攻关,推出全球首创的简化形状记忆剪纸超材料体系。

“感忆智构” 的核心创新在于:把功能还给结构。通过旋转单元、铰链、韧带的精细化剪纸设计,搭配双材料模量差调控,结构在常温下能牢牢 “锁住” 变形形态;当温度等环境条件达到阈值,约束自动解除,结构瞬间跳变回初始形态。整个过程无源、无声、无延迟、可重复,稳定性与鲁棒性远超传统方案。

基于这一原理,团队已开发出多款原型装置:

无源高温预警器:局部过热立即触发,无需供电;

无源微型投掷器:储能‑触发‑抛射一步到位,适用于狭小空间作业;

智能机械手:自动抓取、自适应包覆、环境触发释放,全程无电控;

多形态记忆结构:可记住 3 种以上形态,按温度逐级恢复。

与市场主流技术相比,“感忆智构” 具备明显优势:编程步骤简化 90%、系统体积缩小 60%、成本降低 50% 以上,且可拓展至湿度、光照、磁场等多刺激响应。目前,相关成果已通过权威实验验证,循环次数、响应速度、变形精度均达到国际领先水平。

团队负责人表示,项目坚持 “基础研究顶天、应用转化立地”,已构建从单元设计、制备工艺到系统集成的全链条技术体系,正在与航天、医疗、智能制造等领域企业对接,推动关键技术落地。

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