密歇根大學的工程師發現，古老的編織技術可能是創造21世紀新一類堅韌且剛性的材料的關鍵。這項研究顯示，編織材料能夠承受重複的壓縮並恢復到原來的形狀，這一發現可能會推進材料設計的發展。研究的靈感來自於博士生顧韋韋（Guowei Wayne Tu），他在閱讀有關編織籃子的文章時，發現這項技術的歷史可追溯至公元前7500年（約9,525年前）。這引發了研究團隊對古老工藝的耐用性是否不僅僅基於其美學和形成三維形狀的能力的思考。
研究人員，包括教授伊夫根尼·菲利波夫（Evgueni Filipov），開始質疑這項古老工藝的耐用性是否還有其他機械優勢。“我們知道編織是一種有效地用如蘆葦和樹皮等帶子創造三維形狀的方法，但我們懷疑還必須有潛在的機械優勢，”菲利波夫在研究中表示。為了驗證這一假設，團隊通過編織Mylar聚酯帶來建構結構，形成一種三維超材料，這種合成複合材料具有自然材料所不具備的特性。他們製作了兩組結構：一組是四種不同的編織角落排列，另一組則是連續的未編織Mylar。隨後，這些編織和未編織的結構進行壓縮測試，以比較其性能。
在測試中，連續材料在壓力下永久性受損並變形，而編織結構則未受到影響，即使在被壓縮至原高度的不足20%時也能保持完整。團隊進行了高解析度的三維掃描，以了解為何編織結構如此堅韌。研究顯示，集中應力導致連續材料在特定點變形，而編織設計則能將應力重新分配到更大面積，從而防止永久性損壞。這項研究還推翻了人們普遍認為編織系統本質上靈活的誤解。研究團隊發現，他們的編織結構的剛性達到連續材料的70%。
這種編織材料在更複雜設計的測試中顯示出強度和韌性。此外，一個四足機器人原型能夠承載其自身重量的25倍並移動，當過載時，它能恢復到原來的形狀並保持功能。顧韋韋表示：“通過這些基本的角形模組，我們可以設計和輕鬆製作具有複雜空間幾何形狀的編織表面和結構系統，這些系統既堅固又韌性十足。我們還有更多潛力去探索這些基於角的編織結構在未來工程設計中的應用。”
這種韌性和剛性的結合使編織材料非常適合用於需要承載能力和長期耐用性的應用場景。這些材料可用於各種現代應用，包括機器人、汽車零件和建築組件。研究人員已經設計出一種概念性的編織外骨骼，能夠根據不同身體部位提供支撐和減震，調整其剛性。接下來的目標是將這些編織材料轉變為“智能”系統，通過整合電子元件來感知環境並根據需要改變形狀。這些研究結果已發表在《物理評論研究》期刊上。
