机械超材料能够提供自然材料不具备的非常规特性，如负泊松比、梯度刚度、非互易响应等。另一方面，模块化折纸等柔性结构也为机械超材料带来了可重构特性和零能量变形模式。这其中，零能量变形模式最引人注目的应用当属五模式超材料，它能够用来设计声学”隐身”斗篷，其它模数的超材料也有着新颖独特的应用。然而，能够覆盖零模、一模、二模、三模、四模、五模乃至六模超材料的系统设计至今仍未被提出和实现。

近日，天津大学机械工程学院陈焱教授团队联合北京理工大学宇航学院朱睿教授团队，提出了一种具有可调模数的变构型超材料，通过设计机构自由度相互解耦的三维模块化折纸结构，实现了从零模式到六模式的设计空间覆盖以及构型之间的可逆转换，使用热塑性聚氨酯3D打印模型样机，验证了多种参数配置下超材料的静力学零能量特征，并对不同维度下多模材料的可编程极化波控制功能进行了探索和验证，为可编程变构型超材料在声学、光学、电磁学等多个领域的应用提供了参考。该成果以Engineering Zero Modes in Transformable Mechanical Metamaterials为题于2023年3月7日在线发表于国际权威期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。论文共同通讯作者为天津大学陈焱教授、北京理工大学朱睿教授，共同第一作者为北京理工大学博士生胡洲、天津大学博士生魏志波。