從中國科大獲悉，該校俞書宏教授課題組與吳恆安教授課題組合作，成功設計製備出超彈性耐疲勞宏觀尺度碳納米組裝體仿生材料。這種材料有望用於某些特種條件下力學傳感和探測等領域，例如地震波的檢測、外星球探測車的傳感部件等。
據了解，輕質低密度和可壓縮型耐疲勞結構材料具有極其重要的應用價值，可壓縮性、回彈性和抗疲勞性是決定這類材料性能和應用的主要因素。目前，儘管此類材料可以實現較大程度的可壓縮性，但由於在反覆的大形變壓縮過程中，材料內部微結構很容易發生永久性受損或斷裂，所以可壓縮性、回彈性及抗疲勞性能很難在一種材料中同時達到較優水平。
中國科大俞書宏課題組受人類足弓等常見彈性拱結構的啟發，通過巧妙的實驗設計，成功製備了一種具有微觀層狀連拱結構的宏觀尺度碳納米組裝體材料。基於這種仿生結構，該材料雖然由脆性易碎的無定型碳-石墨烯複合物構築而成，卻同時實現了高水平的可壓縮性、超彈性及抗疲勞性。該材料壓縮90%形變後可完全恢復原狀，具有如彈簧一樣的極快回彈速度，遠超過國際已報導的最高水平；每次壓縮循環中的能量損耗僅為其受壓過程總存儲能量的20%，明顯低於國際已報導30~80%的常規水平；20%形變壓縮一百萬次仍能維持結構與性能穩定，優於國際已報導15%形變壓縮50萬次和6%形變壓縮一百萬次的水平。
據俞書宏介紹，他們還通過構建力學模型對這一材料的超常性能進行了系統分析。結果表明，構成該材料的微拱結構單元和宏觀薄殼型拱結構一致，可以適應較大程度可逆彈性變形，而其拱面本身可免受局部應力過大所造成的破壞。因此，由取向一致的微拱單元相互堆垛構成的材料整體，顯示出如宏觀彈性拱結構一樣優越的機械性能。力學模型分析還表明，該材料壓縮循環過程的超低能量損耗主要來自於微拱單元之間的摩擦耗散，而不是微結構的永久性破壞。