[发明专利]具有拉扭耦合特性的手性拉胀超构材料结构及其制备方法

权利要求书

1.一种制备具有拉扭耦合特性的手性拉胀超构材料结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据多边形环状结构确定单胞形状，然后将对应的连杆与多边形环状结构的顶点处以锐角角度连接，上下的多边形环状结构互为翻转关系且形心在Z方向上对齐，通过对应的倾斜圆柱将上下多边形环状结构的顶点两两连接构成三维单胞结构，然后将三维单胞结构在空间上阵列分布，通过连杆连接得到模型；

S2、对步骤S1获得的模型进行几何建模和构型设计，得到模型文件，确定多边形环状结构的边长和宽度、连杆的长度和宽度、连杆与环的连接角度、具有连杆的多边形环状结构的厚度、倾斜圆柱的直径和上下多边形环状结构在Z方向的距离，建立三维单胞结构；再根据各方向上三维单胞结构的个数，通过空间阵列得到相应的点阵结构模型文件；

S3、采用3D打印方式，导入步骤S2确定的模型文件，打印点阵模型，去除支撑后得到具有拉扭耦合特性的手性拉胀超构材料结构；

具有拉扭耦合特性的手性拉胀超构材料结构包括若干三维单胞结构，每个三维单胞结构包括上下设置的两个多边形环状结构（1），上下两个多边形环状结构（1）的顶点处分别通过对应设置的第一倾斜圆柱（2）连接，多个第一倾斜圆柱（2）沿同一方向错位设置，两个多边形环状结构（1）的顶点处分别设置有用于连接相邻三维单胞结构的连杆（3），若干三维单胞结构按空间阵列方式排布，通过对应的连杆（3）连接构成具有拉扭耦合特性的手性拉胀超构材料结构；

连杆（3）与多边形环状结构（1）顶点处的连接角度为锐角，连杆（3）以多边形环状结构（1）的形心为中心呈圆周阵列分布，上下两个多边形环状结构（1）互为翻转关系且形心在Z方向上对齐，三维单胞结构以X方向、与X呈120°方向和Z方向在空间上阵列分布，在XOY平面上，相邻三维单胞结构的连杆（3）相交处通过第二倾斜圆柱连接，第二倾斜圆柱的高度与多边形环状结构（1）的厚度相同，在Z方向上，相邻的倾斜圆柱（2）的旋转方向呈正反交替排列；

第一倾斜圆柱（2）的个数与多边形环状结构（1）的顶点个数相同，每个第一倾斜圆柱（2）的轴线与上下两个多边形环状结构（1）的形心连线不平行且以形心连线为中心线呈圆周陈列分布，形成一个倾斜的旋转方向；

多边形环状结构（1）包括正六边形环状结构、正方形环状结构和三角形环状结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，3D打印采用熔融沉积法和激光选区熔化方法。