近年来，古老的折纸艺术（折纸艺术）和剪纸艺术（剪纸艺术）在构建机械超材料的研究人员中广受欢迎。折叠和切割 2D 薄膜材料将它们转化为具有独特和可编程机械性能的复杂 3D 结构和形状。

在《应用物理评论》（“基于折纸和剪纸的机械超材料”）中，美国和中国的研究人员根据两种不同的标准，将基于折纸和剪纸的机械超材料（具有不寻常机械性能的人工工程材料）分为六组。

基于折纸和剪纸的机械超材料的类别。（图片：翟子瑞、江汉清）

折纸和剪纸本质上是机械超材料，因为它们的特性主要取决于折痕图案和/或切割的制作方式，而略微取决于折叠折纸或剪纸的材料。作者汉清江说。

研究人员将机械超材料分为三类，包括基于折纸的超材料（仅折叠）、基于剪纸的超材料（仅切割）和混合折纸-剪纸超材料（折叠和切割）。特别是混合折纸-剪纸超材料在形状变形方面具有巨大潜力。

每组都根据弹性能量景观细分为刚性或可变形类别。如果能量仅存储在折痕或连接处，则超材料被归类为刚性材料。如果能量存储在折痕或连接件和面板中，则超材料被归入可变形类别。

研究人员希望发现新的折纸和剪纸设计，尤其是曲线折纸设计、折纸-剪纸混合设计、模块化设计和分层设计。

他们计划专注于为基于折纸和剪纸的机械超材料选择新材料。传统上，纸用于制作超材料原型，但由于纸的易碎性和可塑性而存在限制。为了针对实际应用进行设计，探索具有不同特性的材料（如薄或厚、软或硬、弹性或塑料）将很有帮助。

他们希望将能量景观和能量分布作为两个强大的工具来分析折纸和剪纸的机械性能，并将寻求精心设计基于折纸和剪纸的机械超材料的驱动方法。

基于折纸和剪纸的机械超材料可应用于许多领域，包括柔性电子、医疗设备、机器人、土木工程和航空航天工程。