軟物質(zhì)的案例
第一屆全國(guó)軟物質(zhì)力學(xué)大會(huì)在杭州召開
會(huì)議期間，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)軟物質(zhì)力學(xué)工作組舉行了第一次全體會(huì)議；全體參會(huì)者圍繞會(huì)議主題進(jìn)行了壁報(bào)展示和交互研討。
閉幕式上，軟物質(zhì)力學(xué)工作組對(duì)評(píng)議產(chǎn)生的5項(xiàng)優(yōu)秀壁報(bào)進(jìn)行了表彰。
來源：中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)
北京化工大學(xué)胡君教授課題組：天然三萜軟物質(zhì)材料
北京化工大學(xué)軟物質(zhì)科學(xué)與工程高精尖中心胡君教授課題組一直致力于天然產(chǎn)物功能材料及體系的構(gòu)建，其核心是通過分子基元的設(shè)計(jì)與合成，利用各種非共價(jià)鍵力與分子組裝技術(shù)制備功能材料，揭示天然有機(jī)分子在超分子組裝和高分子材料中的普適規(guī)律，拓展其在生物醫(yī)藥和農(nóng)用助劑中的應(yīng)用。
近期，他們采用天然三萜(triterpenes)水凝膠原位自發(fā)還原重金屬離子的方法，構(gòu)建了具有良好導(dǎo)電性、電化學(xué)活性、生物相容性和力學(xué)性能的雜化凝膠，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)了重金屬離子污染的“變廢為寶”。他們通過對(duì)天然三萜化合物甘草次酸(glycyrrhetic acid, GA)進(jìn)行簡(jiǎn)單化學(xué)修飾，得到其單磷酸酯分子(MGP)，并在氫鍵和范德華力的驅(qū)動(dòng)下形成超分子水凝膠。將該凝膠放置于含重金屬離子的水溶液中，水凝膠可以原位自發(fā)地將重金屬離子還原成相應(yīng)的金屬納米顆粒，且納米顆粒很好的分散在凝膠的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，減少粒子團(tuán)聚的同時(shí)，增強(qiáng)了雜化凝膠的力學(xué)性能(圖1)。
圖1 MGP水凝膠原位自發(fā)還原生成金納米顆粒的過程示意圖及凝膠透射電鏡圖
該雜化凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)活性和導(dǎo)電性，且其導(dǎo)電性隨水凝膠中水含量的降低逐漸升高(圖2a)。他們還研究了MGP水凝膠對(duì)不同重金屬離子的還原能力。依據(jù)重金屬離子的氧化還原電勢(shì)，MGP水凝膠可以不同程度地將Au3+、Pd2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+等離子從模型廢水中萃取出來，并還原成相應(yīng)的納米顆粒，吸附在凝膠纖維上，實(shí)現(xiàn)了由廢水離子到導(dǎo)電雜化材料的轉(zhuǎn)變(圖2b)。此外，在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中該雜化凝膠表現(xiàn)出較低的細(xì)胞毒性，具有良好的生物相容性。
圖2 MGP雜化凝膠的導(dǎo)電性(a)及萃取率與氧化還原電勢(shì)關(guān)系圖(b)
相關(guān)成果發(fā)表在ACS Appl. Mater.
展開 ：具有優(yōu)異機(jī)械性能和室溫自修復(fù)能力的導(dǎo)熱軟物質(zhì)
日前，四川大學(xué)吳凱副研究員和南京理工大學(xué)傅佳駿教授聯(lián)合報(bào)道了一種基于精細(xì)填料和聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的導(dǎo)熱自修復(fù)軟材料。研究團(tuán)隊(duì)巧妙地設(shè)計(jì)了基于氮化硼納米片(BNNS)和液態(tài)金屬(LM)的雜化功能填料，并將其嵌入具有自修復(fù)功能的聚（脲-氨基甲酸酯）彈性體（PUUE）中，平衡了傳統(tǒng)功能復(fù)合材料中導(dǎo)熱性能、機(jī)械柔軟以及自修復(fù)性能之間的矛盾。這種先進(jìn)的導(dǎo)熱復(fù)合材料在熱界面材料、電子封裝材料和柔性電子產(chǎn)品中有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)工作發(fā)表在RSC材料旗艦期刊 Materials Horizons上。
圖1 具有優(yōu)異機(jī)械性能的高導(dǎo)熱\自修復(fù)\柔性軟物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)示意圖
柔性電子產(chǎn)品在下一代消費(fèi)電子市場(chǎng)中占據(jù)重要的地位，相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有望在下一次工業(yè)革命中發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來柔性電子設(shè)備朝著高功率密度、小型化和多功能集成的方向發(fā)展，有效耗散運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量對(duì)于避免電子元件的永久性損壞、提高可靠性和延長(zhǎng)使用壽命具有重要意義。理想柔性散熱材料應(yīng)同時(shí)滿足以下四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：(1)具有合適的機(jī)械性能：柔軟而堅(jiān)韌，可變形且可恢復(fù)；(2)在正常狀態(tài)和變形狀態(tài)下均具有高導(dǎo)熱性；(3)具有穩(wěn)定的電絕緣性能；(4)具有高效的室溫自愈能力，可恢復(fù)受損區(qū)域的機(jī)械損傷、導(dǎo)熱及絕緣功能。然而，對(duì)于絕緣材料，受限于其中基于聲子傳遞的導(dǎo)熱機(jī)制，柔性(低模量)和導(dǎo)熱性能通常難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)；高比例剛性填料阻礙聚合物鏈運(yùn)動(dòng)，損害材料室溫下自愈能力與回復(fù)能力，難以平衡自修復(fù)和高填料比間的矛盾。
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軟物質(zhì)
軟物質(zhì)是處于固體和理想流體之間的一切物質(zhì)，包括液晶、聚合物、膠體、生物膜、泡沫、生物大分子(DNA和蛋白質(zhì)等)及顆粒物質(zhì)等。
軟物質(zhì)在自然界、生命體系、日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，已被人類研究使用了許多世紀(jì)。但由于其復(fù)雜性，這類物質(zhì)的奇異特性和一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律尚未得到很好的認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)80年代末開始將軟物質(zhì)作為一類普遍物質(zhì)形態(tài)進(jìn)行研究時(shí)，曾用復(fù)雜流體來稱呼這類物質(zhì)。這種稱呼顯然不恰當(dāng)，作為人類最早接觸的軟物質(zhì)——橡膠，就不是流體。現(xiàn)在，復(fù)雜流體已被正確的軟物質(zhì)概念所代替。
弱力強(qiáng)反應(yīng)
一顆紐扣電池可使液晶手表成年累月地走個(gè)不停，一滴鹵汁可使一杯豆?jié){變成豆腐，這都表明作為軟物質(zhì)的液晶、豆?jié){能對(duì)外界微小的作用作出強(qiáng)烈的反 應(yīng)。橡膠硫化處理技術(shù)便利用了軟物質(zhì)的這一基本特性。天然橡膠每200個(gè)碳原子中，只要有一個(gè)原子與硫發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)使橡膠的碳?xì)滏溸B成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使 膠乳從液態(tài)變成固態(tài)。
經(jīng)硫化處理的橡膠在宏觀尺度上是固體，但微觀尺度上(如用核磁共振檢測(cè))仍然是局部液體。因此，這種固體表現(xiàn)得特別柔軟。軟物質(zhì)的“軟”的含義和物理本質(zhì)就表現(xiàn)在這層意義上。
線形鏈
聚合物是由一種或幾種簡(jiǎn)單單體聚合而成的長(zhǎng)鏈化合物。日常生活中接觸的物質(zhì)很多都可歸于長(zhǎng)鏈聚合物，如木頭、糧食、紡織品、塑料及絕大部分的生 物材料。數(shù)百年前人們懂得了從木漿中提取纖維素制造人造纖維，但在很長(zhǎng)一段時(shí)間中，人們滿足于制造這些物質(zhì)，而缺乏對(duì)它們的研究，未認(rèn)識(shí)到它們是由線形長(zhǎng) 鏈聚合物組成的。1920年前后，德國(guó)施陶丁格創(chuàng)立高分子線形鏈學(xué)說，證明存在由簡(jiǎn)單分子組成的線形聚合物。其實(shí)，由簡(jiǎn)單單體聚合而成的聚合物在室溫下是 相當(dāng)柔軟且具有很多構(gòu)型的，帶有很大的熵。
展開 
第四屆軟機(jī)器與力學(xué)國(guó)際研討會(huì)紀(jì)要
由活性軟物質(zhì)構(gòu)成的傳感、驅(qū)動(dòng)、信號(hào)傳輸?shù)墓δ芷骷O(shè)計(jì)需要解決軟物質(zhì)的力學(xué)性能、多場(chǎng)激勵(lì)下的變形響應(yīng)規(guī)律、強(qiáng)度可靠性、動(dòng)態(tài)控制等一系列的基礎(chǔ)力學(xué)問題。軟物質(zhì)力學(xué)是固體力學(xué)的新分支、新方向，為推動(dòng)軟物質(zhì)力學(xué)方向的發(fā)展，縮短與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，急需加強(qiáng)交流合作，凝練研究特色，促進(jìn)固體力學(xué)新分支的快速發(fā)展。鑒于此，西安交通大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、航天航空學(xué)院自2015年發(fā)起并主辦“軟機(jī)器與力學(xué)國(guó)際研討會(huì)”系列會(huì)議。
第一屆全國(guó)軟物質(zhì)力學(xué)大會(huì) 第一輪通知
第一屆全國(guó)軟物質(zhì)力學(xué)大會(huì) 第一輪通知
準(zhǔn)晶微結(jié)構(gòu)表面的移動(dòng)接觸線問題研究取得重要進(jìn)展
相關(guān)成果作為封面論文發(fā)表在《軟物質(zhì)(Soft Matter)》上 (Chen E H, Yuan Q Z, Zhao Y P*.Topography-induced symmetry transition of droplets on quasi-periodicallypatterned surfaces. Soft Matter, 2018, 14: 6198-6205) (圖 2)。研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金委的聯(lián)合支持。
文章鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sm/c8sm00591e#!divAbstract
圖1. (a) 二維準(zhǔn)晶微結(jié)構(gòu)表面液滴接觸線對(duì)稱性演化。(b) 液滴鋪展過程的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
圖2.論文被選為《軟物質(zhì)》2018 年第14 期的封面。該圖說明了準(zhǔn)晶微結(jié)構(gòu)表面與移動(dòng)接觸線的相互作用。
展開 Nature：垂直排列的液晶MXenes的電容與其厚度無關(guān)
Thickness-independent capacitance of vertically aligned liquid-crystalline MXenes，此工作是Shu Yang教授組和Yury Gogotsi教授組一個(gè)經(jīng)典的合作，將軟物質(zhì)自組裝和二維儲(chǔ)能無機(jī)納米材料完美地結(jié)合在一起，解決領(lǐng)域內(nèi)的研究瓶頸，開發(fā)下一代高性能的先進(jìn)功能材。
中科院蘭州化物所周峰/麻拴紅團(tuán)隊(duì)《Nat. Commun.》：界面接觸力學(xué)與潤(rùn)滑行為的科學(xué)詮釋 - 仿生自適應(yīng)潤(rùn)滑調(diào)控材料
軟物質(zhì)濕滑材料在受力剪切條件下通常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的彈性變形，這不僅對(duì)滑動(dòng)界面實(shí)現(xiàn)低摩擦狀態(tài)不利，而且會(huì)引起材料力學(xué)疲勞甚至結(jié)構(gòu)破壞，加速磨損的產(chǎn)生。在確保界面高度水化的條件下，如何抵制軟物質(zhì)材料的彈性變形，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、承載和抗磨的統(tǒng)一，對(duì)于認(rèn)識(shí)界面接觸力學(xué)與潤(rùn)滑行為的科學(xué)關(guān)系以及開發(fā)仿生智能軟體機(jī)器人具有重要意義。
自然界中，很多生物體的軟組織或器官進(jìn)化出了具有力學(xué)模量動(dòng)態(tài)可調(diào)控特征的先進(jìn)機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)界面接觸狀態(tài)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，以滿足運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)不同界面摩擦/潤(rùn)滑量級(jí)的需求。以鯰魚為例，其表面通常展現(xiàn)出濕滑的特性（親水的天然大分子層），在我們意識(shí)里面應(yīng)該很難抓住它。事實(shí)上，在鯰魚處于平靜狀態(tài)時(shí)，我們?nèi)匀荒軌蚝苋菀椎赜檬肿プ∷Ｈ欢坏T魚發(fā)生掙扎，其將很容易從我們手中掙脫掉；此時(shí)，我們會(huì)感觸到魚皮表面進(jìn)入了一種硬化和超滑的狀態(tài)；這主要是因?yàn)轹T魚受到外界刺激時(shí)，肌肉系統(tǒng)應(yīng)激發(fā)生了快速硬化，導(dǎo)致手掌和魚皮表面接觸點(diǎn)大幅度減小，摩擦力顯著降低。
最近，受鯰魚肌肉硬化觸發(fā)的潤(rùn)滑轉(zhuǎn)變行為啟發(fā)，中科院蘭州化學(xué)物理研究所周峰/麻拴紅團(tuán)隊(duì)，報(bào)告了一種新型的模量自適應(yīng)潤(rùn)滑水凝膠材料，該材料由幾十微米厚度的表面聚電解質(zhì)親水潤(rùn)滑層（模擬鯰魚濕滑的表皮）和具有熱觸發(fā)相變特征的底部水凝膠承載層（模擬鯰魚的肌肉單元）組成。科研人員通過球-盤往復(fù)滑動(dòng)摩擦測(cè)試方式驗(yàn)證了制備材料的智能潤(rùn)滑調(diào)控行為。低溫條件下，材料處于軟質(zhì)凝膠態(tài)（模量：~0.3 MPa），盡管潤(rùn)滑層處于高度水化狀態(tài)，滑動(dòng)剪切仍然會(huì)引起材料的嚴(yán)重彈性畸變，此時(shí)摩擦對(duì)偶與材料表面接觸充分，使得界面摩擦系數(shù)較大（μ~0.37）。
展開 從優(yōu)美到壯美的連續(xù)介質(zhì)力學(xué) 附非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)匡震邦下載
在理論方面，主要是在流形、非歐幾何、表面界面、軟物質(zhì)等方面。而在應(yīng)用方面的典型例子包括：3D打印、擴(kuò)散張量成像(DTI)、擴(kuò)散張量纖維束成像(DTT)等已經(jīng)大量應(yīng)用于臨床、頁(yè)巖氣開采中的水力壓裂等。顯示出連續(xù)介質(zhì)力學(xué)這門學(xué)科不是束之高閣的理論框架，而是在工程應(yīng)用和人類自身需求的醫(yī)學(xué)等中擁有巨大生命力的學(xué)科。確實(shí)需要一本新的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)書來展示這些最新的發(fā)展和應(yīng)用情況，進(jìn)而更加激發(fā)學(xué)生對(duì)這門課程的興趣。書名中的“近代”主要是指包含了有關(guān)微分流形、李導(dǎo)數(shù)、熵彈性、曲率彈性、軟物質(zhì)本構(gòu)關(guān)系等目前的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。
應(yīng)該提醒初學(xué)者注意的是，教材、專著的撰寫以及授課不得不采用“自上而下(top-down)”的“推演法(演繹法，deduction)”，也就是直接從命題給出的條件出發(fā)，運(yùn)用概念、公式、定理、原理、公理等進(jìn)行推理或運(yùn)算，得出結(jié)論，選擇正確答案，這就是傳統(tǒng)的解題方法。而重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往是倒過來的，亦即基于新現(xiàn)象提煉、凝練出新結(jié)論、新方法、新理論、新命題的“自下而上(bottom-up)”的“歸納法(induction)”。青年學(xué)者如果有志于在非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方面從事研究并有所成就的話，就必須注重兩種方法的結(jié)合。
▲ top-down 與 bottom-up
下載地址：非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)邦匡震
展開 蘇大張曉宏揭建勝&天大胡文平Materials Today：通道限制的彎液面自組裝法實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)有機(jī)半
【成果簡(jiǎn)介】
近日，蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院張曉宏教授（通訊作者），揭建勝教授（通訊作者）與天津大學(xué)胡文平教授（通訊作者）研究團(tuán)隊(duì)合作發(fā)展了通道限制的彎液面自組裝法實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)、取向一致的有機(jī)半導(dǎo)體二聯(lián)苯蒽單晶陣列。該方法，創(chuàng)新性地在傳統(tǒng)的涂布技術(shù)中引入微尺度的光刻膠通道來限制彎液面的寬度與形狀，實(shí)現(xiàn)減小彎液面前端尺寸的目的。這避免了晶體在此處的多倍成核行為，保證了在后續(xù)晶體生長(zhǎng)中取向的一致性。利用該方法首次實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)、尺寸均勻的有機(jī)半導(dǎo)體二聯(lián)苯蒽單晶陣列。通過器件表征發(fā)現(xiàn)，所得到的二聯(lián)苯蒽單晶陣列的平均載流子遷移率高達(dá)30.3 cm2 V-1 s-1，同一基底上的63個(gè)器件遷移率的標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為5.36 cm2 V-1 s-1，器件平均遷移率是目前有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的最高值。該方法不僅實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)有機(jī)半導(dǎo)體單晶的陣列化生長(zhǎng)，更為重要地是為控制有機(jī)晶體的成核與生長(zhǎng)提供了可行的方案，為將來通過控制晶體成核行為來設(shè)計(jì)高性能的有機(jī)電子器件奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果以“Channel-restricted Meniscus Self-assembly for Uniformly Aligned Growth of Single-Crystal Arrays of Organic Semiconductors” 為題發(fā)表在Materials Today上。蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院講師鄧巍，張秀娟教授與中科院化學(xué)所董煥麗教授為論文第一作者。
【圖文導(dǎo)讀】
圖一：傳統(tǒng)涂布法與通道限制的彎液面自組裝法的對(duì)比
(a, b) 傳統(tǒng)涂布法生長(zhǎng)有機(jī)半導(dǎo)體單晶陣列的示意圖及得到陣列的偏光顯微鏡照片。
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5.11-13免費(fèi)超算云播課：GROMACS建模分析技術(shù)系列講座（連續(xù)3天）！
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第①講：GROMACS建模方法和策略 【5月11日（本周三）20:00】
第②講：GROMACS結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)分析【5月12日（本周四）20:00】
第③講：GROMACS自由能計(jì)算方法介紹【5月13日（本周五）20:00】
講師：田文得 蘇州大學(xué) 教授
# 美國(guó)密西根大學(xué)安娜堡分校化學(xué)工程系訪問學(xué)者
# 主要從事軟凝聚態(tài)物理及交叉領(lǐng)域研究，致力于從微觀到介觀尺度軟物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的表征、物理機(jī)制探索
# 在ChemSocRev、J.Am.Chem.Soc、SoftMatter等雜志發(fā)表論文40余篇
# 主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金一項(xiàng)，面上項(xiàng)目二項(xiàng)，參與獲得江蘇省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)
作為2021年超算云播課最受歡迎特邀講師之一，田教授的講座深入淺出，干貨爆滿，實(shí)用性強(qiáng)，聽眾反響熱烈。本次田教授再次受邀返場(chǎng)，機(jī)會(huì)難得，對(duì)GROMACS建模分析技術(shù)感興趣的同學(xué)們這次千萬別錯(cuò)過！
歡迎來聽講座，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)分享，歡迎參加彈幕抽獎(jiǎng)
展開 華南理工大學(xué)董學(xué)會(huì)教授團(tuán)隊(duì)JACS: 具有精確形狀的離散型聚合物
圖1 離散型嵌段共聚物分子形狀與自組裝結(jié)構(gòu)
近期，華南理工大學(xué)華南軟物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)高等研究院董學(xué)會(huì)教授團(tuán)隊(duì)合成了一系列化學(xué)結(jié)構(gòu)相似但具有不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的單體（圖2a），結(jié)合迭代指數(shù)增長(zhǎng)合成法和高效偶聯(lián)反應(yīng)，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的序列和組成，構(gòu)建了一系列具有精確化學(xué)結(jié)構(gòu)、均一鏈長(zhǎng)和特定幾何形狀的離散型聚合物（圖2b）；并將這些幾何特征引入到離散型嵌段共聚物（圖2c），定量研究了幾何形狀對(duì)嵌段共聚物自組裝行為的貢獻(xiàn)。這些具有精確化學(xué)組成的同分異構(gòu)體能夠自組裝形成豐富的非常規(guī)球狀結(jié)構(gòu)，包括 Frank?Kasper相和十二重對(duì)稱準(zhǔn)晶相等（圖3）。構(gòu)建單元形狀的微小變化會(huì)顯著影響嵌段共聚物的自組裝行為，導(dǎo)致晶格尺寸、相穩(wěn)定性的顯著差異，甚至引起不同結(jié)構(gòu)之間的相變（圖1）。這項(xiàng)研究工作打破了線形聚合物固有的內(nèi)在對(duì)稱性，系統(tǒng)研究了幾何形狀對(duì)嵌段共聚物自組裝行為的獨(dú)立貢獻(xiàn)，為聚合物的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了新的控制維度。該工作以“Precisely Encoding Geometric Features into Discrete Linear Polymer Chains for Robust Structure Engineering”為題發(fā)表在《J Am Chem Soc》上（J Am Chem Soc 2021,143, 18744）。文章第一作者是華南理工大學(xué)博士后周冬冬博士。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。
圖2 具有精確形狀的離散型聚合物和嵌段共聚物
圖3 具有精確化學(xué)結(jié)構(gòu)與均一鏈長(zhǎng)的同分異構(gòu)體
該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于精確高分子的合成與自組裝相關(guān)研究的最新進(jìn)展之一。
展開 Comsol仿真動(dòng)脈血流流固耦合
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</div><p><br></p><p> 人體升主動(dòng)脈處在生物組織(主要是心肌)環(huán)境中,其一端連接著心臟,負(fù)責(zé)把血液運(yùn)輸?shù)缴眢w各個(gè)部分,其內(nèi)流動(dòng)的血液具有流速快,壓力大的特點(diǎn),同時(shí)血管又是軟物質(zhì),具有彈性大,易變形的特點(diǎn),故血液在流動(dòng)時(shí)會(huì)引起血管壁的變形.</p><p><br></p><p> 本次采用COMSOL建立了血管網(wǎng)絡(luò)的模型并進(jìn)行流-固耦合分析,最后得到了血管工作狀態(tài)下的壓強(qiáng),變形以及血液流動(dòng)速度分布.血管網(wǎng)絡(luò)模型包含血液,血管和心肌三個(gè)組成部分,假定材料呈非線性,并使用超彈性模型,血液的壓強(qiáng)迫使血管壁變形,而同時(shí)心肌支撐著血管壁并限制其變形.計(jì)算網(wǎng)格采用自由四面體網(wǎng)格,計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)度為1秒.完整的分析包含相耦合的兩個(gè)不同過程:第一步為瞬態(tài)分析,計(jì)算血液中的速度場(chǎng)和壓力分布(時(shí)間和空間上可變)的流體動(dòng)力學(xué)分析;第二步為穩(wěn)態(tài)研究,利用第一步的計(jì)算結(jié)果來計(jì)算心肌組織和動(dòng)脈血管變形的機(jī)械分析.計(jì)算結(jié)果給出了動(dòng)脈壁及分支血管壁的位移和應(yīng)力分布,該研究可以評(píng)估主動(dòng)脈中存在一定變形時(shí)主動(dòng)脈衰竭的風(fēng)險(xiǎn).
展開 ：軟超材料非擴(kuò)散相變：從非晶態(tài)到簡(jiǎn)單立方和體心立方結(jié)構(gòu)
軟物質(zhì)材料的制備，性能表征和光學(xué)應(yīng)用研究已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。藍(lán)相液晶作為典型的軟物質(zhì)材料，介于各向同性態(tài)和膽甾相之間的相態(tài)，具有不同的晶體對(duì)稱性，從各向同性態(tài)開始降溫，依次出現(xiàn)非晶態(tài)藍(lán)相III (BPIII)，具有O2 (P4232)對(duì)稱性的藍(lán)相II (BPII)和具有O8 (I4132)對(duì)稱性的藍(lán)相I (BPI)。目前，仍缺乏對(duì)藍(lán)相液晶BPIII，BPII和BPI間的相變過程的動(dòng)態(tài)研究，其相變機(jī)理仍不甚清楚。
近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所王京霞研究員聯(lián)合華東理工大學(xué)鄭致剛教授，復(fù)旦大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所和日本中央大學(xué)等單位，在《Nature Communications》刊發(fā)了最新研究成果——《軟超材料非擴(kuò)散相變：從非晶態(tài)到簡(jiǎn)單立方和體心立方結(jié)構(gòu)》。基于理化所前期研究發(fā)展的超穩(wěn)定聚合物藍(lán)相液晶膜的制備（耐溫范圍 -190 ℃~350 ℃），結(jié)合透射電鏡、二維光學(xué)表征、同步輻射、原位激光及偏光顯微鏡對(duì)藍(lán)相液晶實(shí)空間微觀尺度和倒空間的動(dòng)態(tài)觀察，證明藍(lán)相液晶BPIII?BPII和BPIII?BPI是非擴(kuò)散相變過程，BPII?BPI之間是熱彈性馬氏體相變過程。利用藍(lán)相液晶的非擴(kuò)散相變特征，制備了d色塊多疇藍(lán)相液晶膜，實(shí)現(xiàn)了60μm晶疇的微區(qū)激光和溫度可調(diào)控二進(jìn)制三進(jìn)制二進(jìn)制碼。另外，還以BPII?BPI熱彈性馬氏體相變?yōu)槟Ｐ停C明熱彈性馬氏體相變過程是具有兩步轉(zhuǎn)變過程。
圖1. 藍(lán)相液晶相變過程中織構(gòu)的演變，聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶在Stage IV具有-190-340 ℃的溫度穩(wěn)定性.
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