2012年12月6-8日,“软材料与结构力学国际学术研讨会”在浙江大学紫金港校区举办,美国工程院院士、布朗大学高华健教授及国内力学领域优秀青年学者50余位代表到会参加讨论。会议外方和中方主席分别由美国西北大学土木与环境工程系Joseph Cummings讲座教授黄永刚和浙江大学软物质科学研究中心吕朝锋副教授担任。此次研讨会安排了12个邀请报告(除开幕报告45分钟以外,其余均为30分钟),对近年来国内外在软材料与结构力学研究领域的最新成果展开了深入的交流和探讨。
开幕式上,高华健教授作主题为“Multi-functionality of Gecko adhesion”的开幕式报告,介绍了壁虎爬行的新机理,包括摩擦-粘附、自净化和预应力等几个方面,在原有干粘附机理的基础上给出了新的力学模型,为基底上折叠式薄膜实现多功能和主动调控的仿生设计提供了强有力的理论依据。北京理工大学季葆华教授介绍了细胞粘附和迁移的力学原理,指出细胞收缩力导致基底变形从而实现细胞迁移,对生理疾病的发生从力学机理上给出了有效的解释。中国科学院力学研究所陈少华教授针对仿生纳米薄膜的粘附行为进行粘附接触力学分析,表明撕裂力的大小与有效粘附长度有关、薄膜端部形状和尺寸大小、以及界面粗糙度或界面缺陷有关,深刻揭示了仿生纳米薄膜粘附行为的物理机制。
在纳米力学方面,清华大学刘彬教授以“How do biological composites sustain compression?”为题,介绍了贝壳类交错型生物复合材料结构承受面内和横向压力的受力特性,揭示了填充不可压缩软材料的多层薄壁结构可承受高压的内在机理,为此类仿生结构的设计提供了有效的理论依据。国家纳米科学研究中心张忠研究员根据生物组织的自然结构在复合材料制备中采用纳米管技术实现多级分形的微结构设计,大大提高了材料的力学性能,有望在人工肌肉等人工智能材料方面获得应用。北京大学段慧玲教授提出在AFM针尖处包裹石墨烯材料,可大大提高AFM的作用性能,可获得更为准确的表征参数。
在软材料制备与理论分析方面,哈尔滨工业大学冷劲松教授详细介绍了其课题组今年来在活性软聚合物制备方面的研究进展及其在航天结构中的应用。河海大学陈文教授采用分数阶导数技术研究了水动力软材料的反常扩散现象,指出分数阶导数中的分数阶次与软材料水动力学参数有关,具有统计上的物理意义。西安交通大学申胜平教授构造了力-热-化学耦合的变分原理,建立了软物质多场耦合问题的演化控制方程。
在材料与器件方面,大连理工大学郭旭教授提出对材料表面进行高粗糙度设计可有效提高其抗热冲击性能,对结构的热扩散分析,利用均匀化思想考虑表面粗糙的影响,建立了系统的非傅里叶热传导分析模型。清华大学冯雪教授系统介绍了近年来在薄膜/软基底器件的制备、表征和理论分析等全过程的研究进展。最后,美国西北大学黄永刚教授介绍了近期在微纳米转印技术方面的新进展—激光激励的无接触式转印,建立了热传导和界面热致断裂的热力耦合分析模型,给出了简单的结构设计和激光输入控制准则,为激光转印的结构设计和转印控制提供了有效的指导依据。
在招待晚宴上,浙江大学杨卫校长出席并致欢迎词,晚宴期间会议主席黄永刚教授还宣布为高华健教授进行日生祝福,给高华健教授带来了极大的惊喜,宴会在欢愉的气氛中结束。
在此次研讨会上,代表们就软物质力学相关的研究课题与发展方向也进行了深入的研究讨论,挖掘了众多的创新思路,开辟了崭新的研究视角,有效促进了不同研究小组在软物质力学研究方面的交流,为开展合作研究打下了良好的基础。此次研讨会是继2010年5月在美国西北大学举办的NSF“Summer Institute – Mechanics of Soft Materials”、2011年12月在浙江大学举办的NSFC暨教育部“软物质力学高级讲习班”以及2012年7月30日由中国力学学会固体力学专业委员会在西藏拉萨举办的“2012年固体力学前沿问题——软物质力学高端研讨会”又一次针对软物质力学研究而举办的讨论活动,有助于进一步推动我国在软物质力学研究方面的快速发展。