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 超材料”（Metamaterial）是21世紀以來出現的一類新材料，其具備天然材料所不具備的特殊性質，而且這些性質主要來自人工的特殊結構。超材料設計思想新穎，通過在多種物理結構上的設計來突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超常的材料功能。

超材料的設計思想昭示人們可以在不違背基本的物理學規律的前提下，人工獲得與自然界中的物質具有迥然不同的超常物理性質的“新物質”，把功能材料的設計和開發帶入一個嶄新的天地。

折紙是一門歷史悠久的藝術，這種可以將二維材料轉換成復雜的三維結構的設計方法，為超材料的設計提供了一種新的思路，且這種幾何設計方法不受模型尺寸和材料的限制。

近日，在AIP出版的《Applied Physics Reviews》中，美國和中國的研究人員從折紙藝術中獲得靈感，發現了新的折紙和剪紙設計，特別是彎曲的折紙設計、混合折紙－剪紙設計、模塊化設計和層次化設計。

研究人員根據兩個不同的標準，將基于折紙和剪紙的人工工程超材料分為六組。根據彈性能量景觀，每組材料又被細分為剛性或可變形類別。如果能量只儲存在折痕或連接處，則超材料被歸為剛性材料；如果能量同時儲存在折痕或連接處和面板上，則超材料被歸入可變形類別。

隨后，研究人員又將超材料分為三類，包括基于折紙的超材料（僅折疊）、基于剪紙的超材料（僅切割）、基于折紙－剪紙混合的超材料（既折疊又切割）。發現混合型折紙－折紙超材料，在形變方面有很大的潛力。

基于折紙的機械超材料可以應用于許多領域，例如柔性電子、醫療設備、機器人、土木工程以及航空航天工程等。傳統上，紙可被用來做超材料的原型，但紙的脆弱性和可塑性存在一定的限制。而該研究為探索具有不同性質的，薄或厚、軟或硬、彈性或塑料的超材料提供了幫助。