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1. 介绍了一类具有可编程弹性不稳定性的软、导电机械超材料；
2. 具有电子逻辑门的功能，能够对机械应力输入组合进行数字计算；
3. 可实现所有的数字逻辑门和门组件。
具有可重构电子功能的结构和材料柔性集成电路是人机界面、软体机器人和其他未来应用于医学、科学、工程和工业电子技术的重要基础。柔性导体能够降低传统金属导体在承受机械应力时所遇到的失效问题。由于液态金属基电路互连所实现的高导电性和可逆自愈行为，其常被用于柔性集成电路中。结合导电微粒和聚合物衬底的两相材料在承受大应变时也具有导电功能，同时还能适应多种制造工艺。通过可编程机械变形设计来实现可逆形状变化是实现可重构柔性集成电路基板设计的不错选择。
可重构电子网络是数字逻辑运算的基础，数字逻辑在现代计算机和人脑的信息处理中都是不可或缺的。对人工材料中基于逻辑信息处理的研究已经产生了机械超材料中弹性波逻辑运算和光子超材料中红外波逻辑运算所产生的离散透射率输出概念。
近年来机械学应用的进展为软物质信息处理提供了另一种模式。根据机械的概念，数字位被抽象为可逆的、机械的或材料的构型。最近，弹性梁的屈曲可实现离散形状重构，在基于屈曲力学的公式中，两种静态稳定构型代表了离散数字位元的物理抽象。总的来说，与机械屈曲模式相关联的数字化位有助于根据可切换部件的设计和组装进行逻辑操作。这种策略已经在机械、化学和湿度引发的弹性不稳定中得到证实。加压软机器人的控制器信号也通过基于机械的信号处理进行了演示，这表明了软物质自主的一种方法。然而，目前机械应力输入的逻辑处理实施例缺乏数字电输出，这限制了与驱动和感觉机制的通信，这些机制可能需要电反馈功能。
近日，宾夕法尼亚大学Ryan L. Harne等人以题为“Digital logic gates in soft, conductive mechanical metamaterials”在《Nature Communications》报道了一类具有可编程弹性不稳定性的软、导电机械超材料，它具有电子逻辑门的功能，能够对机械应力输入组合进行数字计算。通过柔性基板和柔软导电材料网络的策略模式，在导电机械超材料中利用可逆的紧凑—展开的状态转换，展示了物理上可重构的超材料，在离散模式下响应机械应力，导致柔性导电网络的改变，以实现所有数字逻辑功能和逻辑组件。
图文展示1：软导电机械超材料中电网络切换的压缩原理。
图文展示2：通过开路/闭合电路进行位提取。
图文展示3：通过屈曲方向提取位。
图文展示4：软导电机械超材料中的数字逻辑门。
图文展示5：软导电机械超材料中数字逻辑运算。
论文信息：
El Helou, C., Buskohl, P.R., Tabor, C.E. et al. Digital logic gates in soft, conductive mechanical metamaterials. Nat Commun 12, 1633 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21920-y
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