[发明专利]基于量子材料原子结构的负泊松比超材料及其设计方法

权利要求书

1.一种基于量子材料原子结构的负泊松比超材料，其特征在于，在三维空间内，包括多个周期性排布且相互连接的负泊松比单胞结构；

所述负泊松比单胞结构包括：平面六边形单元、V型单元和直杆；

所述平面六边形单元包括第一平面六边形和第二平面六边形；

所述第一平面六边形包括顺次首尾连接的六个连接杆，所述第一平面六边形的连接杆包括第一甲连接杆、第二甲连接杆、第三甲连接杆、第四甲连接杆、第五甲连接杆和第六甲连接杆，所述第一甲连接杆和所述第六甲连接杆相交于第一甲节点，所述第一甲连接杆和所述第二甲连接杆相交于第二甲节点，所述第二甲连接杆和所述第三甲连接杆相交于第三甲节点，所述第三甲连接杆和所述第四甲连接杆相交于第四甲节点、所述第四甲连接杆和所述第五甲连接杆相交于第五甲节点，所述第五甲连接杆和所述第六甲连接杆相交于第六甲节点；

所述第二平面六边形包括顺次首尾连接的六个连接杆，所述第二平面六边形的连接杆包括第一乙连接杆、第二乙连接杆、第三乙连接杆、第四乙连接杆、第五乙连接杆和第六乙连接杆，所述第一乙连接杆和所述第六乙连接杆相交于第一乙节点，所述第一乙连接杆和所述第二乙连接杆相交于第二乙节点，所述第二乙连接杆和所述第三乙连接杆相交于第三乙节点，所述第三乙连接杆和所述第四乙连接杆相交于第四乙节点、所述第四乙连接杆和所述第五乙连接杆相交于第五乙节点，所述第五乙连接杆和所述第六乙连接杆相交于第六乙节点；

所述第一平面六边形和所述第二平面六边形相交于第一线段，所述第一甲节点和所述第一乙节点重合，所述第四甲节点和所述第四乙节点重合，所述第一线段为所述第一甲节点和所述第四甲节点的连线，且所述第一甲连接杆和所述第一乙连接杆具有第一锐角夹角，所述第三甲连接杆和所述第三乙连接杆具有第二锐角夹角，所述第四甲连接杆和所述第四乙连接杆具有第三锐角夹角，所述第六甲连接杆和所述第六乙连接杆具有第四锐角夹角；

所述V型单元包括第一V型单元、第二V型单元、第三V型单元和第四V型单元；

所述第一V型单元包括相连接的连接杆，所述第一V型单元的连接杆包括第一丙连接杆和第二丙连接杆，所述第一丙连接杆和所述第二丙连接杆相交于第一丙节点；

所述第二V型单元包括相连接的连接杆，所述第二V型单元的连接杆包括第一丁连接杆和第二丁连接杆，所述第一丁连接杆和所述第二丁连接杆相交于第一丁节点；

所述第三V型单元包括相连接的连接杆，所述第三V型单元的连接杆包括第一戊连接杆和第二戊连接杆，所述第一戊连接杆和所述第二戊连接杆相交于第一戊节点；

所述第四V型单元包括相连接的连接杆，所述第四V型单元的连接杆包括第一己连接杆和第二己连接杆，所述第一己连接杆和所述第二己连接杆相交于第一己节点；

所述第一丙连接杆和所述第一丁连接杆相交于第一节点、所述第二丙连接杆和所述第二丁连接杆相交于第二节点，所述第一戊连接杆和所述第一己连接杆相交于第三节点、所述第二戊连接杆和所述第二己连接杆相交于第四节点；

取第一截面，所述第一丙节点在所述第一截面的正投影与所述第二甲连接杆在所述第一截面的正投影重叠，且所述第一戊节点在所述第一截面的正投影与所述第二甲连接杆在所述第一截面的正投影重叠，所述第一丁节点在所述第一截面的正投影与所述第二乙连接杆在所述第一截面的正投影重叠，且所述第一己节点在所述第一截面的正投影与所述第二乙连接杆在所述第一截面的正投影重叠，所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及所述第四节点在所述第一截面的正投影与所述平面六边形单元在所述第一截面的正投影无交叠；

支杆与所述第一线段的延伸方向相同，包括第一支杆和第二支杆，分别连接于所述第一线段的两端；

沿第一方向，相邻所述负泊松比单胞结构的所述第一支杆的所述第二支杆连接，所述第二节点与所述第一节点连接，所述第四节点和所述第三节点连接，沿第二方向上，相邻所述负泊松比单胞结构的所述第二甲连接杆和所述第五甲连接杆连接，所述第二乙连接杆和所述第五乙连接杆连接，沿第三方向，相邻所述负泊松比单胞结构的所述第一丙节点和所述第一丁节点连接，所述第一戊节点和所述第一己节点连接；相邻所述负泊松比单胞结构的所述第二甲节点和所述第二乙节点连接、所述第三甲节点和所述第三乙节点连接，所述第五甲节点和所述第五乙节点连接，以及所述第六甲节点和所述第六乙节点连接；

其中，所述第一截面与所述第二甲连接杆和所述第二乙连接杆所在平面平行，所述第一方向为所述第一线段的延伸方向，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向垂直所述第一截面，所述第三方向垂直所述第一方向，且所述第三方向垂直所述第二方向。