轻质蜂窝材料的定制设计因有效改善机械性能和功能应用而受到广泛关注。然而，强度衰减和脆性行为阻碍了陶瓷整体的蜂窝结构设计。

在此，中科院上海高研院Jinshan Yang，中科院上硅所Shao-ming Dong通过向心冷冻铸造和分层结构相结合，定制了具有负泊松比和高比强度的陶瓷基复合超材料（CCM），具有超弹性、稳定性和高抗压强度。

文章要点

1）CCM在压缩下保持负泊松比响应，最低值达到-0.16，并且CCM的比模量与密度之间的关系为E∼ρ^1.3，这表明CCM具有高比强度的机械超材料特性。

2）除了分层结构赋予的非凡机械性能外，CCM还具有优异的隔热和电磁干扰屏蔽性能，其中热导率为30.62 mW·m⁻¹·K⁻¹，电磁干扰（EMI）屏蔽效率（SE）在室温下达到40dB。由于其在高温下的稳定性，CCM的比EMI屏蔽效率除以厚度（SSE/t）在700°C时可达9416dB·cm²·g⁻¹，比传统陶瓷基复合材料高100倍。

3）此外，设计的分层结构和超材料特性为实现结构和功能协同优化的材料提供了潜在的方案。

参考文献

Li Tian, et al, Multifunctional Hierarchical Metamaterial for Thermal Insulation and Electromagnetic Interference Shielding at Elevated Temperatures, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c03332

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03332