超材料是一类具有精细人工结构的复合材料，其特性主要由结构而非组分材料本身决定。这类材料通常由周期性排列的相同结构单元（即“晶胞”）构成。格罗宁根大学、格罗宁宁根大学医学中心（UMCG）以及瑞典卡尔斯塔德大学的研究团队——包括博士生 Shyam Veluvali、教授 Anastasiia Krushynska 及其同事——在最新研究中揭示，超材料的整体力学响应受其晶胞数量和排列方式的显著影响。
在发表于《小型结构》期刊的论文中，Veluvali 及其团队展示了结构单元尺寸如何影响超材料的基本性能（如弹性），并阐明了单元数量与材料宏观特性之间的关联。研究表明，随着单元数量的增加，超材料的结构行为更易于预测。这一发现有助于提升对超材料（如骨植入物等）力学性能的预测精度，从而推动其在实际应用中的可靠性。
一种新型骨植入材料的可能性
目前临床常用的骨植入物多采用钛合金制成，其硬度显著高于天然骨骼，导致在咀嚼或说话等活动中，植入物承担了大部分力学负荷。这种“应力屏蔽”效应会使周围骨骼因负荷不足而逐渐退化。Veluvali 指出：“我们建议使用超材料作为传统植入物的替代方案。”通过灵活调控材料内部结构，可使植入物的力学性能与天然骨骼相匹配，从而实现负荷的合理分担，维持骨骼的健康与强度。
