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基于微结构调控的力学超材料研究已取得重要进展，但目前的工作主要还依赖于经验，没有一个设计特定力学功能的普适方法。我们从具有负泊松效应的金红石晶体原子结构出发，通过密度泛函计算发现阴阳离子最近邻成键相互作用所形成的特殊三维结构是导致其负泊松比的主要原因。在此基础上，我们设计了一种由弹性梁单元构成的力学超材料结构，建立了相应的力学模型并采用三维有限元计算校核了其精度。研究表明，对结构几何参数的调节不但可导致负泊松效应，而且能实现正负可压缩性的转变。相关结果通过三维打印聚合物模型结构得到实验验证。