"做梦都在推导公式"，他们终破百年难题

扭转结构的灵感：破解材料强度与韧性难题

问题背景：百年未解的材料困境

在工程领域，材料的高强度与高韧性难以兼得。传统材料要么硬而易断，如陶瓷和金属；要么软而易弯，如橡胶。这一矛盾成为困扰科学家百年的世界性难题。为了满足现代工程对轻质、高刚度、高强度、高韧性的需求，研究人员一直在寻找突破性的解决方案。

创新灵感：从拧麻绳到手性超结构

国防科技大学研究员方鑫通过日常生活中的现象找到了突破口。他观察到棉麻材料在被捻成绳子后更加结实，而绳子打结后会变得更紧、更牢固。这一现象启发了他尝试用“扭曲变形”替代传统的“弯曲变形”，从而设计出一种全新的手性超结构。这种结构不仅突破了材料力学性能的禁区，还为解决强度与韧性的矛盾提供了全新思路。

科研历程：理论与实践的结合

为了验证这一构想，方鑫及其团队进行了大量实验与建模分析。他们尝试了近30种建模解析方法，最终成功建立了“手性扭曲理论”。经过6年的不懈努力，他们的研究成果于近期发表在《自然》期刊上，引起了广泛关注。

前期成果：智能超材料的设计突破

早在2023年，方鑫就提出了一种智能超材料设计方法，实现了金属基材料刚度和形状的大范围调节。这一成果以封面文章形式刊登于《自然-材料》，并被评为当年全球重要科技进展之一。这项研究为后续的手性超结构设计奠定了基础。

关键发现：柔性碗的意外启示

2019年，方鑫在进行抗冲击研究时，通过3D打印制作了一个带有编织结构的柔性碗。他原本预期挤压会使碗瘪下去，但实际结果却完全不同——碗呈现出了扭曲状，类似于打结的绳子。这一意外发现激发了他对扭曲变形机制的兴趣，并最终促成了手性超结构的设计。

通过将日常现象与科学理论相结合，方鑫的研究不仅解决了材料领域的重大难题，也为未来工程材料的发展开辟了新的方向。