三维多孔微结构在生物体中广泛存在，它们在生物曲面的成型、营养物质的合成与输运、植物生长等方面发挥着多样的、不可替代的作用。由于多孔结构具有轻质高强、高比表面积、优异热学性能等优势，仿生多孔设计在新型材料和器件系统的研制中已得到广泛应用，包括高比刚度/比强度的点阵/泡沫材料，人造组织/器官中的分层血管网络和电磁超材料等。然而，利用仿生多孔微结构来调控三维曲面几何形状方面的研究仍为空白。从应用需求出发...

应力广泛存在于各种尺度下的生物软组织和人工软材料中，深刻影响这些软材料的性能并在其功能的发挥中起着重要作用。实验测量软组织中应力的大小和分布，对揭示生命活动基本规律，疾病的早期和精确诊断等具有重要意义。对于人工软材料而言，原位应力测量可以帮助优化软体机器人和柔性电子器件等的设计。然而，软材料与柔性结构中应力的测量一直以来是力学领域的难点问题。传统材料内部应力测量方法主要分为有损方法（如钻孔法、....

离子热电转换是以离子为载流子实现热能与电能直接转换，具有毫伏级塞贝克系数、良好延展性和低成本等优势。离子热电的巨塞贝克效应为开发高性能热电器件开辟了全新途径，在星际探测、自供电系统等航天领域及智能穿戴、柔性电子等民用领域具有广阔的应用前景。但基于离子热扩散机制的热电转换中，离子只能在电极处聚集而无法穿过电极界面，导致离子热电转换在恒定温差下无法对外循环连续供电，极大地限制了离子热电的实际应用。....

热界面材料是用于填充固体与固体之间界面间隙的导热功能材料，是解决电子器件、新能源、高能激光等领域热管理问题不可或缺的重要基础材料。高性能热界面材料要求同时具备良好的热学和力学特性，即高热导率和低杨氏模量，然而，通常材料的热导率提高与杨氏模量降低是一对内在矛盾。根据经典的麦克斯韦-加内特（Maxwell-Garnett）模型，复合材料的热导率随着导热填料掺杂量的增加而增加，而根据额舍耳比（Eshelby）理论，复合材料...

兼具高强度、高硬度和室温导电性的材料是科学和工业各个领域所需求的高性能材料。传统金属具有优良的导电性，但其屈服强度相对较低，并且会在较高的温度下发生软化。与金属相比，陶瓷一般具有优越的强度/硬度、耐磨性和高温稳定性，但大多数陶瓷都是电的不良导体。陶瓷可以通过元素掺杂或加入导电的第二相来实现导电。然而，掺杂元素在陶瓷中较低的扩散率限制了其掺杂浓度，从而导致导电性提升有限。与单相陶瓷相比，导电陶瓷复...

具备攀爬能力的微型机器人由于其微小的身躯，可以代替人类进入复杂、非结构化环境中执行特殊任务，在探测、生医等方面有着巨大应用价值。由软材料组成的类肌肉软驱动器可以为机器人提供极佳的灵活性、适应性和机械鲁棒性，相应的微型软体攀爬机器人也得到了研究者的广泛关注。然而，如何实现微型软体攀爬机器人在多种形貌表面上攀爬，甚至在两种不同表面之间过渡，仍然存在巨大挑战。近日，航天航空学院张一慧教授课题组开发了....