光电信息大讲堂第三十九讲：软材料、柔性电子学、和柔性机器人学

报告摘要：

软材料，新兴于工程系统和生物系统的接口，正在挑战我们的基础知识，激发技术创新，使有效的应用成为可能。例如，哺乳动物的肌肉，肌腱和软骨，虽然包含约70%的水分，拥有宽广的硬度范围(100kPa~10MPa),但是在数百万的循环加载下，可以维持令人印象深刻的高断裂韧性(>1000Jm-2)。海洋贻贝和藤壶的秘密软胶，能与高盐度的流水中的岩石和金属形成强健的粘连（>100Jm-2）。伪装动物，如头足类动物，可以在数秒内动态地改变皮肤的层次纹理和颜色来融入不同的环境。

在MIT SAMs实验室，我们整合理论和实验来了解这些有趣的生物材料的物理和力学现象，并寻求仿生设计新型软材料来达到非凡的性能。我们提出合理的设计非传统聚合物网络，如互穿网络、多道通链分布、混合交联、可变形的域和纤维增强代表了一个实现具有非凡性能软材料的总体策略。遵循这一策略和理论模型，我将演示我们最近设计的例子，包括：(1)一组与肌肉、肌腱和软骨有着相似的水含量和模，但更高的断裂韧性(>10,000Jm-2)和抗疲劳性能的新型软材料；(2)与天然软胶相比有着更高的界面韧性(>1500Jm-2)的水下软胶，可以与包括玻璃、陶瓷、金属和聚合物的多种固体结合；(3) 在编程电压的控制下可以改变地形纹理和颜色的新的活性聚合物。我将以这些柔性非传统材料在新兴电子、机械和机器人领域的应用讨论来结束这个演讲。

报告人介绍：

赵选贺教授获得了哈佛大学机械工程博士学位。2010年，在杜克大学机械工程和材料科学学院任助理教授。2014年，赵教授和他的团队转到麻省理工学院的机械工程学院，现为副教授。赵教授目前的研究目标是了解和设计具有前所未有属性和功能的软材料。赵教授获得过美国NSF CAREER奖、美国海军研究局杰出青年科学家奖、AVS生物材料界面划分早期职业研究人员奖等奖项。他在杜克大学是Hunt Faculty Scholar，在MIT 是d'Arbeloff Career Development Chair and Robert N. Noyce Career Development Professor.