自然界和人工系統的演化往往是非保守的，伴隨著與外部環境間的能量交換。例如，運動的物體會因為空氣阻力而損失動能，冰在融化時會不斷吸收外部熱量等。這些非保守的動力學演化過程可以用一類特殊的算符—非厄米哈密頓量進行刻畫。當系統的微組織結構是規則周期時，它的宏觀屬性在很大程度上取決于周期結構的能帶特性。如果將非厄米與拓撲能帶巧妙結合，則有可能在拓撲絕緣體、拓撲聲學和拓撲力學等系統中催生出奇異點、宇稱-時...

非晶（無定形）材料指原子排列缺乏長程周期性的固體材料，普遍存在于自然界中，也是工業生產及日常生活中使用最為廣泛的一類材料。非晶氧化鎵具有超寬的禁帶寬度和優異的物理化學特性，是制造高功率芯片和柔性光電子器件的重要基礎材料。研究非晶氧化鎵的熱輸運特性對其在能源與光電子器件的熱管理及能量轉化等方面的應用至關重要。近年來，通過考慮模態相干作用和非諧性對熱導率的貢獻，非晶材料的導熱理論取得了一定進展，然....

近日，清華大學微納米力學與多學科交叉創新研究中心鄭泉水院士研究組在結構超滑技術相關研究領域取得重要進展，該研究采用巧妙的實驗設計，通過在轉移至納米結構表面上的單晶石墨片中心施加集中力，實現石墨片邊緣的翹曲，消除石墨片邊緣與基板之間的強相互作用，進而在大氣環境下實現了微米級石墨薄片和納米結構硅表面之間穩健的結構超滑狀態。研究不僅挑戰了摩擦學和結構超滑的傳統理解，即較粗糙的表面會導致更高的摩擦并導....

三維多孔微結構在生物體中廣泛存在，它們在生物曲面的成型、營養物質的合成與輸運、植物生長等方面發揮著多樣的、不可替代的作用。由于多孔結構具有輕質高強、高比表面積、優異熱學性能等優勢，仿生多孔設計在新型材料和器件系統的研制中已得到廣泛應用，包括高比剛度/比強度的點陣/泡沫材料，人造組織/器官中的分層血管網絡和電磁超材料等。然而，利用仿生多孔微結構來調控三維曲面幾何形狀方面的研究仍為空白。從應用需求出發...

應力廣泛存在于各種尺度下的生物軟組織和人工軟材料中，深刻影響這些軟材料的性能并在其功能的發揮中起著重要作用。實驗測量軟組織中應力的大小和分布，對揭示生命活動基本規律，疾病的早期和精確診斷等具有重要意義。對于人工軟材料而言，原位應力測量可以幫助優化軟體機器人和柔性電子器件等的設計。然而，軟材料與柔性結構中應力的測量一直以來是力學領域的難點問題。傳統材料內部應力測量方法主要分為有損方法（如鉆孔法、....

離子熱電轉換是以離子為載流子實現熱能與電能直接轉換，具有毫伏級塞貝克系數、良好延展性和低成本等優勢。離子熱電的巨塞貝克效應為開發高性能熱電器件開辟了全新途徑，在星際探測、自供電系統等航天領域及智能穿戴、柔性電子等民用領域具有廣闊的應用前景。但基于離子熱擴散機制的熱電轉換中，離子只能在電極處聚集而無法穿過電極界面，導致離子熱電轉換在恒定溫差下無法對外循環連續供電，極大地限制了離子熱電的實際應用。....