马德里卡洛斯三世大学（UC3M）与哈佛大学的联合科研团队取得重要突破，通过实验成功实现了对电磁超材料的可编程重构。这种创新性的人造材料无需改变其化学成分，即可重新编程其几何形状和结构行为。该项技术的问世，为生物医学和软体机器人等领域的创新发展提供了全新可能。

这项研究成果近期发表在《先进材料》期刊上，论文详细阐述了如何通过整个结构内部的分布式柔性磁铁实现机械超材料的重新编程控制。该项研究作者之一、卡三大学连续介质力学与结构理论系的丹尼尔·加西亚-冈萨雷斯（Daniel García-González）指出："该技术的核心创新在于将微型柔性磁体嵌入旋转菱形矩阵中。通过调整磁体空间排布或施加外磁场，我们能够动态调控超材料的刚度特性和能量吸收能力，从而赋予其传统材料和天然物质所不具备的独特性能。与传统材料研发聚焦化学成分和微观结构不同，超材料设计需研究内部几何构型和空间排列。"

这项突破性进展标志着可重构机械结构研究取得了重大进展，可在机器人、防撞和航空航天工程等领域应用。来自卡三大学连续介质力学与结构理论系的另一位研究员何苏埃·阿兰达·鲁伊斯（Josué Aranda Ruiz）指出："这种超材料的应用前景极为广阔。在工程领域，可应用于机器人、碰撞防护和航空航天等多个方向；在具体产品上，既能用于制造冲击保护装置、软体机器人的自适应部件，也能开发智能外骨骼的减震系统。在运动科技领域，通过调控鞋底内部元件的磁响应特性，可以实现局部刚度的智能调节，从而优化运动者的步态表现。更令人振奋的是，在生物医学方面也展现出巨大潜力——比如可以设计出可通过外部磁场控制扩张的血管支架，用于治疗血管阻塞性疾病。"

在研究过程中，卡洛斯三世大学与哈佛大学的科研团队采用了一套创新的研究方法。他们将材料表征技术与磁取向行为分析相结合，系统研究了磁体取向、剩磁特性以及结构刚度等关键参数对超材料静动态性能的影响。研究结果表明，通过精确调控磁体取向可实现对材料性能的显著改变。为进一步验证实际应用效果，研究团队还成功将这种超材料集成到更大尺度的结构中，并进行了系统的动态冲击测试。

卡三大学连续介质力学与结构理论系的另一位研究者卡洛斯·佩雷斯·加西亚（Carlos Pérez García）补充道："这项技术的核心优势在于，仅需调整磁体的空间排布，就能通过调控磁相互作用实现材料性能的多样化转变。"

该项研究获得了西班牙科学与创新部（项目编号：MCIN/AEI/10.13039/501100011033）和欧盟"地平线2020"计划下欧洲研究理事会4D-BIOMAP项目（项目编号：GA947723）的联合资助。同时，该研究也是与Monodon（Navantia）公司在软体机器人技术转化应用方面开展的重要合作成果。

视频:https://youtu.be/w4mOet_RevI