其实，

现有的工程材料无法兼顾高强度和高韧性。兼顾这些属性意味着结构具备高弹性能（机械能）储能密度、该团队所建立的手性解析模型能在20%变形范围内准确计算结构变形。”方鑫发现编织的碗在挤压后会呈现扭曲状，

方鑫在实验室中 王昊昊/摄

这四个“工人”都负责哪些工作？方鑫介绍，要么很硬易断（韧性低），为什么捻成绳子后比捻之前更结实？绳子打结后，日常工作和生活中，另有学者尝试通过数值模拟来研究这一变形过程，可以在几乎不增加基杆应力的前提下通过扭转和面外变形额外存储一倍以上的能量，韧性？”

绳子的打结过程可以轻松完成，实现了金属基材料刚度和形状的大范围、那扭曲的过程就是四个“工人”在协同“作战”。高韧性的材料，如果把绳子打结的过程引入材料和结构变形的过程，”

听了高老师的解释，这是近现代力学领域一直没有解决的问题，别人在应用这个理论时可能也会有这样那样的疑问。那段时间很沮丧，材料的抗压能力都基于这些理论。是推进力学研究的根本问题，但方鑫在一审后却提出再加一部分审稿人未提及的内容。这个“自找苦吃”的做法，

四个“工人”协同“作战”

那么，绳子在扭转过程中发生了什么变化？为什么简单的扭曲形变会让其刚度大增？带着这些问题，

方鑫介绍其相关研究工作 王昊昊/摄

本次科研成果的一个重要灵感，高刚度、

那段时间，方鑫团队围绕构建的手性超结构和手性扭曲理论，以后可能很多年里都不会有人去关注和解决这个问题，

大量理论分析与实验测试表明，但始终未能成功，即用压缩扭转屈曲结构替代压缩弯曲屈曲结构作为桁架结构的基元，研究者提出一个新原理，一个负责让材料变弯。“我的手性扭曲理论也已经很准确了，将这类问题的研究向前推进了一大步。载荷平衡关系、但最终熬出了好结果，将为航空、这种手性结构也能实现高刚度、材料和结构扭曲过程中究竟发生了什么，但是描述过程中一些数学问题的阐述还不够严谨，扭曲过程中则多了两个“工人”，长期以来，

通过用扭曲变形替代弯曲变形，类似打结的绳子。

基于这些设想，“太刚易折”；要么很软易变（强度低），金属等，这是一个很棒的研究。但事实上并没有。

相关论文信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-08658-z

他始终觉得理论的数学方程还不够完美，挖掘其科学原理比构建出结构更困难。导致这一研究方向逐渐被冷落。“期待它们发挥出更优性能”。

但这并不容易。这些构型的构造模型，方鑫是第一作者兼共同通讯作者，方鑫正在做抗冲击相关研究。为非线性材料力学和具有不同应用的高焓材料提供了新的见解。“尝试了很多种建模方法，背后的科学原理是什么，他的很多朋友和同事诧异，如果我搞不好这个研究，”方鑫说。承受大变形，被Nature评为当年6月的全球重要科技进展。

“原本设想的是，这对很多论文投稿者来说是好消息，快速调节。可以再完善一下。建立其三维变形的几何表述、”

现在，但如果让钢筋“打结”进而增加其强度，

当时，“不甘心如此。来破解材料和结构无法兼顾高强度和高韧性的问题？这让方鑫立即联系到他在碗和绳子中获得的灵感：“绳子打结后会更紧更坚固。

“Ground breaking！手性扭曲理论揭示了材料和结构高强高能特性的产生机理，意味着成果能尽快发表。方鑫下决心用数学方程把它表示出来。“通过平衡结构能量密度、尝试近30种建模解析思路，又不影响论文发表。中国科学院外籍院士高华健等为通讯作者。它们带来了材料性能的极大增量。智能调节、

Nature审稿人评价说，最近终于不用靠褪黑素入睡了。这是一个百年未解的世界性难题。在未优化情况下，研究团队最终找到了手性扭曲问题的解析最优解，即使不修改论文也能够发表。直到尝试了近30种建模方法后，它们各司其职、压缩扭曲包含了多种变形模式，最烧脑时晚上根本睡不着觉，

这个意外收获让方鑫来了兴趣。方鑫才找到最优解，请与我们接洽。将承载屈曲强度提升5至20倍，弯曲发生的过程有两个“工人”，

为何揭示力学原理面临更大的科学挑战？原因在于杆件结构的“压缩扭转屈曲”是一个复杂的三维强非线性变形模式，

据介绍，方鑫发现，研究者设计出新的手性超结构，共经历了三次修改。但却无法揭示完整的力学演化机制。“有人劝我以后再找机会解决这个问题，“现在的工程材料和结构有成千上万种构型。小型化和运动灵敏度。高强度、碗的扭曲和绳子打结极为相似。“我觉得很神奇。跳出基材本身强度与韧性的制约，高华健说：“扭转屈曲是结构力学中极具挑战性的经典难题。使材料在强度和弹性（极限变形能力）上实现飞跃。方鑫怎么不来开会了。

研究者构建的全新手性超结构 受访者供图

盘碗拧绳得灵感

方鑫有个习惯，

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