報告題目：使用形狀記憶聚合物克服粗糙表面的“粘附佯謬”和“調控矛盾”

報告人：K. Jimmy Hsia  新加坡南洋理工大學校長講席教授

主持人：王金斌  教授/院長  湘潭大學

報告時間：2023年5月21日（星期日） 上午9:30 - 10:30

報告地點：材料院學術報告廳A201

報告內容：

現有智能干粘附體系多用高聚物彈性體制成，這些高聚物干粘附面臨兩大挑戰。其一是長期困擾粘附領域的“粘附佯謬”。其二則是近期引發關注的“調控矛盾”。通過實驗測試和理論分析系統地研究了形狀記憶聚合物在粗糙表面的粘附力學，結果表明形狀記憶聚合物可以用來克服粗糙表面的“粘附佯謬”和“調控矛盾”問題。利用形狀記憶聚合物從玻璃態到橡膠態轉變過程中巨大的模量變化，形狀記憶聚合物能在柔軟的橡膠態與粗糙表面形成完全接觸。保持外載，將形狀記憶聚合物冷卻到橡膠態，此時形狀記憶聚合物和粗糙表面的完全接觸狀態由于形狀記憶聚合物的形狀鎖存效應而被“凍結”，從而能產生很強的“橡-玻”粘附。結果表明，形狀記憶聚合物的“橡-玻”粘附強度高達1 MPa，并隨著表面粗糙度的增加不降反增，克服了粗糙表面的“粘附佯謬”問題。力學分析表明形狀記憶聚合物的“橡-玻”粘附與粗糙表面的表面積成正比。當形狀記憶聚合物在外部刺激作用下回到橡膠態，其形狀記憶效應會驅動形狀記憶聚合物粘附脫粘。表面粗糙度越大，橡膠態的弱粘附越弱，使得形狀記憶聚合物在粗糙表面的粘附調控比能在表面粗糙度增加時與粘附強度同步增加。

報告人簡介：

K. Jimmy Hsia，新加坡南洋理工大學(NTU)校長講席教授。曾任NTU副校長和研究生院創院院長，美國卡內基梅隆大學副教務長及工程學院教授，伊利諾伊大學W.Grafton and Lillian B, Wilkins教授，美國NSF工程局納米和生物力學計劃的創始主任等。美國科學促進會(AAAS)會士、美國醫學和生物工程師協會(AIMBE)會士、美國機械工程師協會(ASME)會士，美國NSF Research Initiation Award獲得者、馬克斯·普朗克學會獎學金和日本科學保進會獎學金獲得者，固體力學期刊Extreme Mechanics Letters的聯合創刊主編。研究方向包括軟物質力學、植物形貌生成和細胞力學、超材料、軟體機器人、生物醫學設備的開發及應用等。

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2023年5月19日