伊利诺伊大学香槟分校与丹麦技术大学的联合研究团队开发出一种创新的可编程多层材料，该材料模拟贝壳珍珠层的多层结构特性，能够根据外力大小实现智能响应。这项研究成果发表在《科学进展》杂志上。

该研究由伊利诺伊大学Shelly Zhang教授和丹麦技术大学Ole Sigmund教授共同领导。研究团队突破了传统逆向工程的局限，创造性地开发出一个材料设计框架，通过微尺度互连实现各材料层的协同工作。

"这项工作源于我们讨论如何突破单一材料的性能极限，"张教授表示，"我们思考什么样的工程技术能实现现实所需的特殊材料行为。"研究团队从贝壳等生物材料的多层结构中获取灵感，设计出每层具有不同特性的新型复合材料。

这种材料的创新之处在于其非线性应力-应变响应能力。与单层材料或晶格结构相比，该设计显著扩展了材料性能的可调范围。在制造过程中，研究人员发现有限单元与理论无限周期材料的差异，并巧妙利用这一特性进行信息存储和解码。

"我们的框架优化了珍珠层状结构及其互连方式，"张教授解释道，"这为能量吸收系统提供了新的设计思路。"该材料未来有望应用于可穿戴设备、汽车保险杠等领域，根据冲击强度实现多级响应。

研究团队指出，这种材料的成功开发印证了协同合作的价值。"就像不同材料结合能产生更优异性能一样，"张教授说，"科研合作也能带来更重大的突破。"

更多信息： Zhi Zhao 等，通过逆向设计实现层状材料的极端非线性，Science Advances(2025)。期刊信息： Science Advances