自然界和人工系统的演化往往是非保守的，伴随着与外部环境间的能量交换。例如，运动的物体会因为空气阻力而损失动能，冰在融化时会不断吸收外部热量等。这些非保守的动力学演化过程可以用一类特殊的算符—非厄米哈密顿量进行刻画。当系统的微组织结构是规则周期时，它的宏观属性在很大程度上取决于周期结构的能带特性。如果将非厄米与拓扑能带巧妙结合，则有可能在拓扑绝缘体、拓扑声学和拓扑力学等系统中催生出奇异点、宇称-时...

非晶（无定形）材料指原子排列缺乏长程周期性的固体材料，普遍存在于自然界中，也是工业生产及日常生活中使用最为广泛的一类材料。非晶氧化镓具有超宽的禁带宽度和优异的物理化学特性，是制造高功率芯片和柔性光电子器件的重要基础材料。研究非晶氧化镓的热输运特性对其在能源与光电子器件的热管理及能量转化等方面的应用至关重要。近年来，通过考虑模态相干作用和非谐性对热导率的贡献，非晶材料的导热理论取得了一定进展，然....

近日，清华大学微纳米力学与多学科交叉创新研究中心郑泉水院士研究组在结构超滑技术相关研究领域取得重要进展，该研究采用巧妙的实验设计，通过在转移至纳米结构表面上的单晶石墨片中心施加集中力，实现石墨片边缘的翘曲，消除石墨片边缘与基板之间的强相互作用，进而在大气环境下实现了微米级石墨薄片和纳米结构硅表面之间稳健的结构超滑状态。研究不仅挑战了摩擦学和结构超滑的传统理解，即较粗糙的表面会导致更高的摩擦并导....

三维多孔微结构在生物体中广泛存在，它们在生物曲面的成型、营养物质的合成与输运、植物生长等方面发挥着多样的、不可替代的作用。由于多孔结构具有轻质高强、高比表面积、优异热学性能等优势，仿生多孔设计在新型材料和器件系统的研制中已得到广泛应用，包括高比刚度/比强度的点阵/泡沫材料，人造组织/器官中的分层血管网络和电磁超材料等。然而，利用仿生多孔微结构来调控三维曲面几何形状方面的研究仍为空白。从应用需求出发...

应力广泛存在于各种尺度下的生物软组织和人工软材料中，深刻影响这些软材料的性能并在其功能的发挥中起着重要作用。实验测量软组织中应力的大小和分布，对揭示生命活动基本规律，疾病的早期和精确诊断等具有重要意义。对于人工软材料而言，原位应力测量可以帮助优化软体机器人和柔性电子器件等的设计。然而，软材料与柔性结构中应力的测量一直以来是力学领域的难点问题。传统材料内部应力测量方法主要分为有损方法（如钻孔法、....

离子热电转换是以离子为载流子实现热能与电能直接转换，具有毫伏级塞贝克系数、良好延展性和低成本等优势。离子热电的巨塞贝克效应为开发高性能热电器件开辟了全新途径，在星际探测、自供电系统等航天领域及智能穿戴、柔性电子等民用领域具有广阔的应用前景。但基于离子热扩散机制的热电转换中，离子只能在电极处聚集而无法穿过电极界面，导致离子热电转换在恒定温差下无法对外循环连续供电，极大地限制了离子热电的实际应用。....