12月14日(rì),中國力學學會第111次青年學術沙龍活動在杭州召開。本次活動由中國力學學會主辦,錢塘(táng)科技(jì)創(chuàng)新中心、浙(zhè)江清華柔性電子技術研究院(yuàn)承辦。來自全國多所高校(xiào)及科研(yán)院所的近60位力學科研工作者參加(jiā)了本次活動。
沙龍開幕式由中國力學學會副(fù)秘書長(zhǎng)、北京(jīng)航空航天大學陳玉麗教授主(zhǔ)持。中國力學學會專職副秘書長(zhǎng)湯亞南主任(rèn),中國力學學會實驗(yàn)力學專業(yè)委員會主任委員、清華大學馮雪教授分別致辭。他們對積極參加沙龍活動的青年(nián)人才表示歡迎和感謝,並希望通過(guò)青年沙龍促進力學青年學者的相互了解與科研合作,進一步推(tuī)動力學基礎理論研究和工程應用(yòng)。
本次活動共邀請了11位專家的(de)學術報告。學術報告環(huán)節由上海交(jiāo)通大學馬少鵬教授、浙江清華柔性電子技(jì)術研究院陳穎(yǐng)助理研究員、浙(zhè)江清華柔性電子技術研究院付(fù)浩然副(fù)研究員、浙江大學宋吉舟教(jiāo)授、大(dà)連理工大學李銳教授主(zhǔ)持。
學術報告
【報告題目】基於靜電力除塵機(jī)理研究
【摘要】月球及火星表麵漂浮著大量塵埃顆粒(lì),將影響探測設備(bèi)的太陽(yáng)能帆板、散(sàn)熱和觀察係統(tǒng)等正常工作。該講座將從理(lǐ)論和實驗兩個(gè)方麵介(jiè)紹駐波電簾的除塵機理,揭示顆粒碰撞電荷(hé)轉(zhuǎn)移、運動模式和除塵效率(lǜ)與(yǔ)工(gōng)作電壓(yā)、工作頻率以(yǐ)及電極周期常數的變(biàn)化規律。
【報告題目】固液微顆粒定向輸運的功能表麵設計與表征
【摘要】固體及液體微顆粒的定向輸運與調控在微(wēi)納顆粒操作、微流(liú)控設計、藥物輸運、表麵(miàn)散熱、自清潔等方(fāng)麵具有重要的應用需求。報告將針對非均勻應變場、非均勻力場、非均(jun1)勻磁場、表麵浸潤(rùn)梯度場中的固體與液體微顆粒,開展了微顆粒自發運動的力學(xué)機理、影響自發輸運的主要影響(xiǎng)因素、及有效調控微顆粒定向輸運技術的研究,進一步(bù)設計了相應的微輸運機械、納米鍾、納米篩、微型行走(zǒu)機(jī)器人及集水功能(néng)表麵。研究(jiū)內容為功能(néng)化表麵及微型功能器件的(de)研究提供了力學理論及設計新思路。
【報告題目】基於界麵粘附調控的高效轉印集成技術
【摘要】以沉積、光刻、蝕刻等減法製造為特點的平麵微(wēi)納加工工藝一直是微電子技術的基石(shí),然而近年來不斷湧現的新材料器件加(jiā)工工藝(yì)兼容性(xìng)不(bú)強,極大地限製了柔性電子、m-LED顯示等新型微納信息電子器件的研發與產業化。高效轉(zhuǎn)印集成技術,是傳統平麵微納加工技術的(de)補充,將其帶向多平(píng)台整合的加法製造。通過精密的轉印集成方法,將(jiāng)在原生(shēng)基板上製(zhì)備的涉及不同材料、尺度、維度(dù)的異構異質元器件實現單背板的多工整合,同時簡(jiǎn)化或(huò)省略中間的封裝過程,提升(shēng)元(yuán)件的極限微縮和集成。報告主要介紹課題組最近發展的基於界麵粘附(fù)調控的磁(cí)控/熱控轉印集成技術,可實現低成本、可編程(chéng)、適用範圍廣的高(gāo)效轉印,研究結果(guǒ)對提升材料組裝和微納製備水平具(jù)有重(chóng)要意義。
【報(bào)告題目】非常規網狀軟材料力學
【摘要】通過借鑒或突破天然有機生物係統(tǒng)中的微觀結構構造,可望實(shí)現具(jù)有類似力(lì)學性能的仿生軟材料,甚至實現天然材料(liào)不具備的超常(cháng)規力(lì)學及物理性能(例如(rú)負泊鬆比、負溶脹等),在生醫器(qì)件、組(zǔ)織工程、軟體機器人等領域(yù)中具有非(fēi)常重要的應用前景。然(rán)而,自然(rán)界中的(de)很多生物軟材料具有非常複雜(zá)的微(wēi)觀結構(gòu)構造,有時還體現出(chū)一定的隨機性(xìng)分布特征,使其仿生設(shè)計變(biàn)得十(shí)分挑戰。本報告(gào)圍繞(rào)力學驅動的(de)非(fēi)常規網狀軟材料的設計與製造展開介紹。一方麵,將介紹受生物體膠(jiāo)原組織微觀構造啟發(fā)而建立的仿生軟材料(liào)設計,其核心思想是(shì)將馬蹄型及螺旋型微結構與點陣構(gòu)型相(xiàng)結合,進(jìn)而基於(yú)常規工程材料(liào)再現出生物體的複雜力學行為,並通過建立仿生網狀軟材料的非線性細觀力學理(lǐ)論,揭示出彈性模量、延展率等關(guān)鍵力學性能與微結構構(gòu)型之間的依賴關(guān)係,實(shí)現可精(jīng)確匹配皮膚以及心髒(zāng)組織應力應變曲線的缺陷不敏感仿生材料。另一方麵,將介紹在周期性網狀材料中引入任意(yì)曲線微結(jié)構和複合微結構的多級點(diǎn)陣設計概(gài)念,建立基於多級點陣的軟質力學超材(cái)料的非線性變形理論及(jí)設計方法,製備出具有超大負(fù)溶脹、各向異性負溶脹、熱致(zhì)純剪切(qiē)等非常規(guī)性質的網狀超材(cái)料,還實現了材(cái)料泊(bó)鬆比在(zài)-1到1範圍內的精確調控及大變形各向同性的性質。最後介紹所(suǒ)發展的(de)網狀軟材料在(zài)醫用支架、生醫器件等領域的應(yīng)用。
【報告題(tí)目】智能軟材料的力學建模與機器人係(xì)統設計
【摘要(yào)】在利用軟物質特性構建機器(qì)及智能裝備的過程中,如何使其能高效應對複雜環境和任務,是現有軟體機器人與智能器件研究(jiū)麵臨的挑戰。工作研究軟體智(zhì)能材料與結構多場耦(ǒu)合建模與設計,高性能軟體智能材料製備成型,電子器件設計與製造集成,軟體機器人及(jí)人工肌肉係統建模與優化設計(jì)。解析軟體機器人及軟材料肌肉驅控原理,並(bìng)設計可(kě)應對極端環境的軟機器樣機。報告(gào)將介紹由電驅動人(rén)工肌肉及智能水凝膠為材料基礎,通過力學建模指導新型器(qì)件與機器人係統(tǒng)的設計;例舉深海軟體機器魚、水凝膠驅動器件等幾類軟體係統,分析其中(zhōng)的係統設計與相關力學問題,並探索其在實際(jì)任務中的應用。
【報告題(tí)目】韌性水凝(níng)膠的疲勞研究
【摘要】韌性水凝膠的出現催生了一批新型的工程、生物醫藥、臨床手術等(děng)領域的應用。一個基本的力(lì)學問題是:韌(rèn)性水凝膠在循環載荷下的疲勞性能如何?本報告介紹了近些年課題組在韌性水凝膠疲勞(láo)方麵的研究進展,包括第一代、第二代韌性水凝膠的疲(pí)勞性能研究(jiū)、韌(rèn)性水凝膠(jiāo)的疲勞機理分(fèn)析以及抗疲勞水(shuǐ)凝膠的設計方法。
【報告題目】受限細長柔杆在彈性空間內的非線性力學行為
【摘要(yào)】由於特征尺寸上(shàng)的不匹配,受限空間內的杆狀彈性體與(yǔ)周圍腔(qiāng)體會發生(shēng)複雜的力(lì)學相互作(zuò)用。比(bǐ)較典型的例子包括DNA 分子在病毒衣殼內的組裝,彈性(xìng)導絲在輸油管道(dào)內的鋪設(shè)等。這裏,91成人抖音針對彈性細長杆—生物囊泡這(zhè)類(lèi)由(yóu)一維杆件和二維膜殼(ké)構成的組合彈性(xìng)結構,創建(jiàn)了描述該(gāi)係統非線性力學行為(wéi)的理論框架。針對受限開口和閉口細長(zhǎng)柔杆,考察柔杆的彈性性能與長度(dù)對係統力學行為和構(gòu)型演化的影響(xiǎng)。該研究工作為(wéi)調控細胞形狀,阻礙絲(sī)狀病毒侵染細胞(bāo)提供了理論指導。
【報告題目】智能驅動材料與可變結構技術
【摘要】麵向通信、導航、遙感等多功能一(yī)體化應用需求,按照“硬件通用化、動態可重構、功能自定義”的思路,開展(zhǎn)一(yī)體化、輕量化、智(zhì)能化的可變構型載荷結構設計,實現物理結構與功能(néng)特(tè)性的在軌自主(zhǔ)可重構能力。尤其針對未來衛星在體積、重量、功耗(hào)、成本(běn)等方麵的(de)苛刻約束,基於高度可控的新型智能驅動材料(liào)和柔性傳感(gǎn)技術,並結合剛柔複合設計、多(duō)穩態結(jié)構設計、材料-結構-功能一體化、3D/4D打印等手段,開展可編程、可組裝、可重構(gòu)且具有自感(gǎn)知能力的空間智能結構技術研究,支撐未來空間智能可重構(gòu)平台及載荷技術(shù)發展。
【報告題目】具有優(yōu)異穩定性及力學性能的離子導體
【摘要(yào)】電子導體(electronic conductor)依賴電子遷移導電,離子導體(ionic conductor)則憑借離子運動產生電流。含(hán)有可移動離子的水凝膠是一種典型的離子導體,具有高可拉伸性、透(tòu)明性、良好的(de)導電性與優異的生物相容(róng)性(xìng)等優點,但水凝膠中的水分可能蒸發和泄露,因此其性能易受到環境溫度、濕度等因素影響,穩定性難以保證。本報告將介(jiè)紹兩種(zhǒng)具有(yǒu)良好穩定性的離子導體(1.疏水型離子(zǐ)液體凝膠;2.全固態離子導電共聚物),並探討其力學性(xìng)能、增強增韌機理、導電性能、和可(kě)加工性(3D打印(yìn))等特性。最後,本報告還將介紹多種基於以上兩種離(lí)子導體(tǐ)的離子(zǐ)器件(ionotronic devices),包(bāo)括應變傳感器、離子皮膚、納米摩擦(cā)發電機等,展示離子導體在軟體機器等(děng)領域(yù)的應用潛力。
【報告題目】A unified self-similar hierarchical model for cell rheology
【摘要】細胞的力學性質在許多生(shēng)理和病理過程中都起著關鍵作用,如細胞運動和癌變等。令人(rén)驚訝(yà)的是,不同類型的細胞(bāo)在動態載荷下都表現出普遍的標度(dù)律(lǜ)流變學行為。這裏,91成人抖音提出了一個細胞多(duō)級(jí)結構模型來包含細胞(bāo)膜、細胞質和細(xì)胞骨架的基本結構力學響應。91成人抖音的模擬結果證實該模型可以再現細胞流變學的所有標度律特征,以及細胞在靜態或預應力荷載下的應力硬化現象。更重要的是,通(tōng)過改變細胞骨架的剛度或結構,標度律指數可以在0.1~0.5的(de)範圍內進行定量的調(diào)節,這與絕大(dà)多數類型的細胞一致。在此基礎上,91成人抖音(men)發展了一個自(zì)相似多級模型,該模型能夠捕捉蠕變柔度隨時間的標度律特性或複模量隨頻率的標度律特性。這一模型表明,細胞的力學響應可能主要取決於它們(men)的普適的結構機製,而不是特定的分子性質。
【報告題(tí)目】基於(yú)人體生物特性的柔性器件力/熱舒適(shì)性與安全性(xìng)設(shè)計理論研究
【摘要】柔性功能器件(jiàn)可與人體組織直接(jiē)集成實時監測人體生命體征信息,但器件(jiàn)工作時的(de)發熱也會造成人體舒適性和安全性問題,因此迫切需要研究該集成係統的精確力/熱行為。在本次報告中,將(jiāng)主要介紹(shào)考慮人體生物特性下柔性器件-人體皮膚組織集成係統的傳熱與(yǔ)熱力耦合理論模型,基於神經動力學研究器件對人體舒適性影響,並針對電子器件短路(lù)等快速(sù)升溫問題提出高效散熱基體設計方法,為柔性器件的舒適性和安全性設計提供理論支(zhī)撐。
