近日，我院谭以正副教授联合清华大学许华平教授与北京大学黄泽寰教授，在含硒/硫动态材料的光致结构编程领域取得了重要研究进展，研究成果以“Ultrafast Programming of Large Curvature Based on Selenium-Sulfur Dynamic Metathesis”为题在线发表在《Advanced Materials》上（DOI：10.1002/adma.202523642），论文第一作者为太阳集团2007博士研究生温瑞阳，我院为第一研究单位。
如何将二维材料转变为功能化的三维结构，是可编程材料领域的重要前沿问题。曲率作为二维材料的本征特性，直接影响结构的形态和功能。然而，实现“超快结构编程”与“超大曲率成形”的平衡依然是挑战所在，现有方法难以兼顾构建速度与曲率。此外，传统的拉伸、溶胀或复杂梯度设计常伴随全局应变，难以在局部区域形成足够大的应力错配，从而限制了曲率的快速形成与精确控制。因此，如何在简单且可扩展的工艺条件下实现超快结构编程并获得稳定的超大曲率，已成为该领域亟待解决的关键问题。
针对上述挑战，谭以正副教授团队提出了一种基于硒-硫动态交换反应的超快、大曲率结构编程新策略。该工作以紫外光触发的动态共价键交换速率差异和宏观上的应力松弛差异为基础，利用模块化设计和压缩在复合薄膜内部构建应力梯度，实现平面到三维的快速折叠转变。仅需约10 s紫外光照即可使薄膜弯折至180°，曲率形成速率达到0.22 mm-1s-1，相比过往最优方法提升15倍。该策略展示出可快速、可批量编程的几何转变能力，所制备的折纸模块抗压性能提升37倍，且可批量生产、组装成复杂三维结构，展现出优异的可扩展性，为折纸超材料的实际应用奠定了技术基础。研究工作得到了国家自然科学基金、无锡市科技发展基金和及教育部基础学科拔尖计划支持。
图1.论文网络发表页面截图
图2 Se-Se/S-S动态键协同驱动的结构编程示意图及性能比较
