密歇根大学工程师团队借鉴史前编织篮子艺术，在编织材料领域取得重要研究成果，相关成果发表于《物理评论研究》，为高端设备制造带来新思路。

研究源于一次偶然发现。密歇根大学土木与环境工程博士生郭伟韦恩涂偶然读到一篇确定编织篮子年代为公元前7500年左右的文章，研究人员由此怀疑这种古老工艺延续至今除几何形状和美学外还有其他原因。密歇根大学土木与环境工程和机械工程副教授 Evgueni Filipov(菲利波夫)表示，编织是用带状物创建3D形状的有效方法，且可能具有潜在机械优势。

经研究，团队发现了编织材料的机械优势：高刚度适合承重，良好弹性适合长期使用。菲利波夫称，可将古代编织篮筐的益处应用于21世纪现代工程领域，如用于机器人的轻质编织材料能在人机碰撞时保障人类安全。

为测试机械性能，研究团队将宽度约小指宽、厚度相当于两张复印纸的聚酯薄膜带垂直排列编织，制成二维编织物，再制成三维超材料。这些结构采用四种不同角形排列方式，分别组合三、四、五和六层平面。团队还组装了相同结构的连续未编织聚酯薄膜作为对比，通过逐步挤压测试。结果显示，17厘米高的矩形盒子被压缩1厘米后，编织结构能恢复原状，连续结构压缩后则永久损坏;编织结构被压缩14厘米(高度不到原始高度的20%)也无变化。高分辨率3D扫描发现，编织结构能将应力重新分布到更大区域，防止永久性损坏。

在刚度测试中，编织材料硬度仅为连续结构的70%，推翻了编织系统本身就具有柔韧性的错误观念。测试复杂配置时，类似机器人手臂的L形结构可垂直支撑其重量80倍，还能轻松向上弯曲;名为“狗”的编织机器人原型能承受自身25倍重量，超载后恢复原状仍可移动双腿行走。

涂教授表示，利用基本角形模块，可设计制造兼具刚性和弹性的复杂编织表面和结构系统，在未来工程设计中应用潜力巨大。作为应用实例，研究人员设计了可适应人体不同部位硬度、提供可重复使用减震效果的编织外骨骼概念。

菲利波夫还展望，未来希望将活性电子材料整合到这些编织结构中，使其成为能感知外部环境并改变形状的“智能”系统。这一研究成果有望在机器人、外骨骼、汽车零件、建筑部件等高端设备制造领域广泛应用。

更多信息： Guowei Wayne Tu 等，《角拓扑结构使编织篮成为坚硬而有弹性的超材料》，《物理评论研究》(2025 年)。