軟物質力學
關注創建者：夏鈺坤 創建時間：2015-11-17
軟物質力學的實例教程
會議期間，中國力學學會軟物質力學工作組舉行了第一次全體會議；全體參會者圍繞會議主題進行了壁報展示和交互研討。
閉幕式上，軟物質力學工作組對評議產生的5項優秀壁報進行了表彰。
來源：中國力學學會
由活性軟物質構成的傳感、驅動、信號傳輸的功能器件設計需要解決軟物質的力學性能、多場激勵下的變形響應規律、強度可靠性、動態控制等一系列的基礎力學問題。軟物質力學是固體力學的新分支、新方向，為推動軟物質力學方向的發展，縮短與國際先進水平的差距，急需加強交流合作，凝練研究特色，促進固體力學新分支的快速發展。鑒于此，西安交通大學機械結構強度與振動國家實驗室、航天航空學院自2015年發起并主辦“軟機器與力學國際研討會”系列會議。
展開 第一屆全國軟物質力學大會 第一輪通知
經過計算，按照物質波理論算出的核外電子軌道與玻爾根據原子光譜反推出的給定值完全一致，這讓包括愛因斯坦在內的很多物理學家認為看到了對量子論中為拯救現象而做出的各種古怪規定給出真正物理解釋的希望。更有人提議徹底放棄粒子圖景，用波來統一地解釋世界，薛定諤就是這種主張的支持者之一。按照德·布羅意的想法，每個粒子都伴隨著一個波，波和粒子同時存在。而薛定諤等人則主張根本不存在粒子，物質的本質就是波，所謂“電子”之類的概念只不過是物質波的某些運動給我們造成的錯覺。不僅如此，薛定諤還在德·布羅意給出的能量、動量條件的基礎上推出了物質波的波動方程。由于波對當時的物理學家來說早已是一個駕輕就熟的研究領域，只要有波動方程，他們就能輕易計算出這個波在一切時刻的狀態以及它和其他物質的相互作用方式，因此薛定諤的理論在主流物理學家中備受關注，在此基礎上發展出了量子力學的第二種數學形式：波動力學。
有趣的是，與矩陣力學的發展過程正相反，在波動力學的建立過程中幾乎沒有受到多少來自實驗方面的引導。除了依靠一些廣為人知的實驗事實對理論作必要的驗證和支持，德·布羅意和薛定諤等人主要的創新性洞見幾乎都是從對物質本原的哲學思考中得到的。他們的出發點即是揭示量子效應背后的物質基礎和作用原理，而不是滿足于總結和描述可以看到的表面規律。
展開 北京化工大學軟物質科學與工程高精尖中心胡君教授課題組一直致力于天然產物功能材料及體系的構建，其核心是通過分子基元的設計與合成，利用各種非共價鍵力與分子組裝技術制備功能材料，揭示天然有機分子在超分子組裝和高分子材料中的普適規律，拓展其在生物醫藥和農用助劑中的應用。
近期，他們采用天然三萜(triterpenes)水凝膠原位自發還原重金屬離子的方法，構建了具有良好導電性、電化學活性、生物相容性和力學性能的雜化凝膠，并在一定程度上實現了重金屬離子污染的“變廢為寶”。他們通過對天然三萜化合物甘草次酸(glycyrrhetic acid, GA)進行簡單化學修飾，得到其單磷酸酯分子(MGP)，并在氫鍵和范德華力的驅動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地將重金屬離子還原成相應的金屬納米顆粒，且納米顆粒很好的分散在凝膠的纖維網絡結構上，減少粒子團聚的同時，增強了雜化凝膠的力學性能(圖1)。
圖1 MGP水凝膠原位自發還原生成金納米顆粒的過程示意圖及凝膠透射電鏡圖
該雜化凝膠表現出優異的電化學活性和導電性，且其導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水凝膠對不同重金屬離子的還原能力。依據重金屬離子的氧化還原電勢，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，并還原成相應的納米顆粒，吸附在凝膠纖維上，實現了由廢水離子到導電雜化材料的轉變(圖2b)。此外，在細胞培養實驗中該雜化凝膠表現出較低的細胞毒性，具有良好的生物相容性。
圖2 MGP雜化凝膠的導電性(a)及萃取率與氧化還原電勢關系圖(b)
相關成果發表在ACS Appl. Mater.
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參考資料見文后，文中的引用以“作者+頁碼”、“作者名年份+頁碼”等方式呈現。
-----可壓縮性
可壓縮性是由體積模量決定的，體積模量的倒數就是可壓縮系數。在討論可壓縮性的時候，利用lamda+2G/3或者E/（3*（1-2v）來討論會更方便一些，尤其是后者。根據E/（3*（1-2v），在現實中也發現，泊松比接近0.5的時候，體積模量接近無窮大，表示物質接近不可壓，泊松比接近0的時候
在21世紀面臨的重大挑戰中，無論是研究如何生產清潔電力，還是開發高溫超導體，都需要我們能夠設計出特定性能的新材料。如果要想在計算機上完成這項工作，就需要對電子進行模擬，因為這些亞原子粒子主導了原子如何結合成分子，同時也負責著固體中的電流流動。
可以說，了解分子內的電子的位置，對于解釋分子的結構、性質和反應性等特征都至關重要。盡管科學家已經為此付出了數十年的努力，也曾取得過一些重大的進展
日前，四川大學吳凱副研究員和南京理工大學傅佳駿教授聯合報道了一種基于精細填料和聚合物結構設計的導熱自修復軟材料。研究團隊巧妙地設計了基于氮化硼納米片(BNNS)和液態金屬(LM)的雜化功能填料，并將其嵌入具有自修復功能的聚（脲-氨基甲酸酯）彈性體（PUUE
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在21世紀面臨的重大挑戰中，無論是研究如何生產清潔電力，還是開發高溫超導體，都需要我們能夠設計出特定性能的新材料。如果要想在計算機上完成這項工作
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202102627
李劍宇教授團隊致力于新型生物材料設計開發和機理研究，目前的研究方向包括軟物質力學、生物粘合劑、再生醫學、止血材料、手術器械和智能設備開發。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022509621002921
作者簡介：
唐敬達，西安交通大學副教授，北京大學與哈佛大學聯合培養博士（導師方岱寧院士和鎖志剛院士），2017年進入西安交通大學航天航空學院工作，在軟物質力學領域開展研究。發表論文30余篇，其中以第一/通訊作者發表在Matter,J.
研究領域為軟物質與柔性結構力學。
論文信息及鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352431621000778
作者簡介：
唐敬達，西安交通大學副教授，北京大學與哈佛大學聯合培養博士（導師為方岱寧院士和鎖志剛院士），2017年進入西安交通大學航天航空學院工作，在軟物質力學領域開展研究。
本次會議的主題是“固本求新，頂天立地”，本次會議設置了34個主要的學術議題，主要包括 復合材料力學、計算固體力學、實驗力學先進測量方法、技術與應用、微納米力學、超材料結構設計理論及方法、軟物質力學、彈性力學與塑性力學、表面、界面與薄膜力學、生物材料力學與仿生力學、結構力學與結構優化、損傷與斷裂力學、柔性結構器件力學、爆炸與沖擊、結構振動、噪聲與控制、多尺度力學與跨尺度關聯、結構健康監測與無損檢測、制造工藝力學
上述特邀報告介紹了軟物質力學及相關領域最新的研究成果、發展趨勢及面臨挑戰，引起了與會者的熱烈討論。
軟物質力學是新時代力學領域的重要研究方向之一，其中蘊含著許多尚未解決的基礎力學問題，同時軟物質力學的深入研究也有助于產生顛覆性技術，開辟新的工程應用。軟物質力學的研究具有多學科交叉融合的鮮明特點，其進一步發展需要建立或發展新的力學理論體系、計算方法和實驗手段，這對學術交流提出了迫切的要求。
