从雪花的六角晶瓣，到蝴蝶的斑斓翅膀，从古希腊的神庙石柱，到伊斯兰的繁复花纹，对称结构始终展现出一种和谐与平衡之美。然而在科学家眼中，对称性远不止于视觉美学，更是决定材料物理性能的隐藏法则，深刻影响着光、电、声与物质的相互作用。传统材料和结构的对称性一旦制造完成便固定不变。如何让结构“活”起来，在不同对称形态间自由切换，从而赋予其前所未有的多功能特性，一直是该领域的核心挑战。
近日，天津大学机械工程学院陈焱教授团队的刘伟奇助理研究员与电气自动化与信息工程学院任群副研究员跨学科合作，在《Science Advances》上发表了题为“Reconfigurable modular origami for tunable 2D symmetry groups”的研究论文。该成果首次实现了二维对称群的全覆盖调控，为可编程机电耦合电磁超表面的发展开辟了新途径。
该研究受模块化折纸启发，设计了一种基于运动学分岔的单自由度可重构模块。仅凭两套模块化镶嵌，团队便可在可重构物理平台上逐步构筑起从点群（10种）、线群（7种）到空间群（17种）的完整二维对称体系。为实现精准快速切换，团队开发了简易高效的双层气驱系统，通过二进制充气指令即可在不同对称构型间自由转换。为展示应用潜力，团队还构建了集成金属天线的智能超表面。仿真和实验表明，通过切换折纸结构对称性，可有效调控电磁连续域束缚态（BIC）向准BIC的转换。该研究将深奥的机构分岔理论、奇妙的折纸工程学与前沿的电磁调控融为一体，实现了从被动选择对称性到主动调控对称性的飞跃，为研究可编程超材料及新型光电器件提供了新思路。
第一作者为天津大学机械工程学院刘伟奇助理研究员和电气自动化与信息工程学院任群副研究员。论文共同通讯作者为西湖大学姜汉卿教授与天津大学陈焱教授。该研究由国家自然科学基金、腾讯基金（科学探索奖）、国家重点研发计划“智能机器人”重点专项资助完成。
原文链接：DOI: 10.1126/sciadv.ady3812
