摘要：数千年来，人们一直使用扁平带状材料（如芦苇条）编织篮筐。这种编织技艺如今重获新生，成为工程师构建复杂几何结构纺织品的利器。这些篮筐不仅造型精美、结构繁复，更具备超乎寻常的强度。

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数千年来，人们一直使用扁平带状材料（如芦苇条）编织篮筐。这种编织技艺如今重获新生，成为工程师构建复杂几何结构纺织品的利器。这些篮筐不仅造型精美、结构繁复，更具备超乎寻常的强度。

来自美国密歇根大学的结构与材料科学家团队致力于探究传统编织技艺打造的篮筐状结构，如何能具备如此坚固的承重与抗变形能力。

为探究篮筐的韧性，研究人员设计了一系列可组装成大型结构的小型编织单元。这些编织结构的刚度几乎与非编织结构（如塑料箱）相当，且在弯曲扭转时不会像连续片材制成的非编织系统那样断裂失效。

这种篮状编织结构具有多种潜在应用，包括制造具有极强抗损伤能力的微型机器人——这些机器人即使被汽车碾压也不会失效。研究人员认为，该技术还能用来制作编织服装，帮助人们抵御车祸等剧烈冲击。这些编织结构采用聚酯薄膜（一种聚合物材料）、木材和钢材制成。

早期人类通过编织细长的树皮或芦苇条制作篮筐，部分原住民社会至今仍沿用此技艺。编织工艺能高效地将一维条状物转化为三维容器。

这种几何优势是编织篮筐的直接动因，但在研究团队2025年8月发表于《物理评论研究》（Physical Review Research）的报告中，他们试图探究编织工艺能否为现代科学与工程提供超越审美价值的贡献。

实验中，研究人员对比了同等材料用量与形状的编织容器与非编织容器。

所用“带材”宽10毫米、厚0.2毫米，始终采用“上/下/上/下”编织模式。研究团队用扁平缎带编织篮筐，再通过三维扫描技术创建编织容器模型，以此探究编织结构与连续结构的内在异同。

实验发现，这些编织容器的刚度与非编织容器相当，且在弯曲或扭转后能恢复原始形状。

对比由聚酯薄膜编织片材制成的矩形盒与同材质连续薄片时，编织结构在承受压缩（轴向屈曲）和扭转（扭转屈曲）后仍能承载负荷，而连续薄片则无法做到。这些结构均由聚酯薄膜（一种聚合物材料）制成。

当重物置于编织结构上时，丝带主要承受拉伸而非弯曲。这种拉伸使其刚度显著提升——拉伸状态下的丝带刚度远高于弯曲状态。更关键的是，编织结构中丝带并非刚性连接，这赋予其非凡的弹性。

通过运用编织技术，工程师有望为汽车、智能手表等消费设备以及软体机器人（采用柔性材料而非刚性材料制造的机器人）开发更优质的材料。本质上，当材料需要兼具刚度与弹性时，这些技术可提升任何设备的性能。

研究团队仍在探索关于编织篮结构的若干重大未解之谜。

首先，他们希望解析编织篮筐几何结构如何决定其刚度与弹性，并建立描述这种关系的分析或数值模型。随后将利用该模型设计符合目标刚度与弹性的编织结构。目前多数编织篮筐仍需手工制作，因其几何结构复杂且难以机械化生产。

其次，研究人员致力于研发能自主制造编织篮筐的机器。自动化设备虽能生产二维编织织物，但他们致力于将古老的三维编织工艺现代化与数字化。

第三，研究团队探索将电子材料融入三维编织结构，以创造新一代机器人纺织品。这类纺织品将具备感知、驱动、移动、承重能力，同时能承受意外过载并保持弹性，实现与人类的安全交互。

探索编织几何结构复杂性及将其应用于建筑设计的潜力，并非仅限于本研究。

例如，研究人员与艺术家合作改良了流行编织技法，探索出通过调整缎带编织方式实现任意曲率的解决方案。该团队后续运用此方法制造了编织穹顶。他们发现通过调整缎带曲率，可精准调控编织穹顶的刚度与稳定性。

另一项相关研究中，研究人员开发出优化缎带尺寸、形状与曲率的算法，进而用这些缎带编织出几何结构精妙的建筑体。

研究团队的新成果与其他团队的研究，正为这项可能自人类文明曙光时期就存在的技艺注入现代活力。

这项研究的价值在于，它从材料科学的视角，重新发现并肯定了古老技艺中蕴含的结构智慧。一个看似简朴的编织动作，实则利用了材料科学中最优化的力学原理：将拉伸力的优势发挥到极致，并以非刚性连接带来了惊人的韧性。硬质容器在冲击下容易断裂，而编织结构则通过巧妙的解耦，将冲击分散并吸收。这种“以柔克刚”的几何智慧，为新一代抗损伤机器人、柔性电子设备乃至更具韧性的防护服设计，打开了新的思路。古老的工艺，最终成为了未来科技创新的灵感源泉。

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来源：小赵说科学