功能材料的出现为电子、机器人和能源设备等领域提供了巨大的发展潜力。其中，磁性材料同时具有传感与驱动能力，受到了科研界与产业界的广泛关注。然而，对于具有多模态运动模式的功能器件，往往需要依赖于区域磁化的永磁材料，存在操控难度大、应用场景受限、功能单一等问题。

近日，北京大学信息科学技术学院张海霞教授与未来技术学院韩梦迪助理教授联合提出了一种基于临时磁化的磁性材料，通过力学引导的三维自组装形式，得到了多种用于高效能量采集的三维磁控软结构，实现可编程、多模态的运动模式与可控形变，相关工作以题为“Three-dimensional temporary-magnetized soft robotic structures for enhanced energy harvesting”，发表在国际材料学顶尖期刊Advanced Materials (IF=30.849)，北京大学博士研究生缪立明与加州理工学院博士后研究员宋宇博士为论文共同第一作者。

研究人员采用可控力学屈曲的方法，将激光图案化的二维磁性薄膜转化为复杂三维结构，这种三维软结构在磁场的精确控制下可以表现出可控的锚定于柔性衬底之上的形变，包括局部变形、单方向倾斜和全方向旋转。进一步，将这类三维磁控软结构与其他功能材料或器件集成（如PVDF压电薄膜、有机太阳能电池等），可以实现高效的能量采集，包括用于非接触式机械能采集和主动式运动传感的三维压电装置，以及通过连续和精确旋转控制的三维磁控太阳能追踪系统。此外，这类基于临时磁化材料的三维设计策略与结构不仅在增强能量采集方面具有独特优势，更可以通过进一步封装，在多模态传感、人机界面以及生物医学工程等领域展现广阔应用前景。