从组成材料和周期性单元结构的组合中衍生出独特性能的机械超材料，在航空航天、汽车、个人防护和建筑环境等领域越来越多地应用于高性能结构中[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]]。近年来，折纸被用作设计具有广泛属性可调性、可编程性和可控坍塌行为的创新机械超材料的灵感来源[[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]]。各种折纸折叠图案可以从一张平展的纸上形成多样的、三维的、几何兼容的配置。这种折叠图案可以用来在准静态和动态载荷条件下增强和调节所得材料的刚度、强度、密度和各向异性[[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28]]。通过用这些折纸折叠图案衍生的单元在三维空间中进行镶嵌，可以创建出体状的折纸启发式单元超材料。Lyu等人研究了具有可调泊松比的折纸基单元超材料[[29]]。Li等人开发了在准静态载荷下具有两阶段可编程压缩强度的折纸超材料[[30]]。Misseroni等人实验研究了这些材料的泊松比可调性[[31]]。Li等人提出了一种具有可编程机械性能的折纸超材料，从而实现方向依赖的刚度和能量吸收[[32]]。随着增材制造技术的发展，这些材料不再局限于由堆叠的折叠片材构成[[33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43]]。
折纸启发式超材料的机械性能在很大程度上受到其衍生自的折纸折叠图案的几何形状和相应的折叠运动学的控制。单元内的折纸运动学得以保留，使得材料的变形和坍塌行为可以受到控制[[44], [45], [46], [47], [48], [49], [50]]。然而，值得注意的是：(i) 这些材料在整个结构中通常采用相同的“折叠图案”；(ii) 它们通常由“平展可折叠”的单元组成（即基于刚性面折叠运动学可以平展折叠的几何形状）[[51], [52], [53], [54], [55]]。这种平展折叠能力反过来限制了这些材料的可用机械性能，如刚度和强度[[56], [57], [58], [59], [60], [61], [62], [63]]。
我们在这里探讨的问题是：在折纸启发式机械超材料中保持单元的均匀平展折叠能力是否有内在的优势，或者通过引入几何和运动学的异质性来破坏这种平展折叠能力是否可以提高性能。同时，这应该保留从原始折纸图案继承的可编程属性可调性和可控坍塌行为。因此，目标是在进一步提高这些材料性能的同时，保留这类材料的优势。在复合材料设计领域，具有不同性能的材料之间的协同作用已经得到了很好的证明。例如，颗粒/纤维增强聚合物复合材料和多材料层压板[[64], [65], [66], [67], [68]]。在其他领域，异质和多相微观结构的好处也得到了充分的记录，例如在合金强化中[[69], [70], [71], [72]]。
在这项研究中，我们引入了一个类似于折纸启发式机械超材料领域的概念。开发了具有平展可折叠和非平展可折叠单元混合的材料，创造出运动学上异质的“多相”架构。这种结构化的异质材料概念可以用来增强多种机械（及其他）性能。然而，在这项研究中，重点将放在韧性结构化超材料的压缩强度和能量吸收上。将研究异质性对压缩性能和几何设计空间内属性可调性的影响。
