首期專欄反響熱烈，在師生們的熱烈期盼中，機械學院《科苑·星壇》第二期火熱來襲！本期將帶你走進張秋婷教授的學術世界，聚焦“智能軟材料”的前沿探索。張老師不僅在表界面力學、仿生功能表面、智能軟材料等領域成果豐碩，更帶來了面向本科生的實驗室小微項目，期待你加入這場從二維到三維的智能材料變形之旅，在實踐中開啟屬于你的科研新篇章！
01 個人簡介
張秋婷，博士，北航機械工程及自動化學院教授，博士生導師，國家級青年人才。本科畢業(yè)于北京理工大學機電學院，博士畢業(yè)于美國天普大學機械工程系，后于美國耶魯大學從事博士后研究工作。主講課程《機械原理及設計》《半導體器件物理》等。主要從事表界面力學、仿生功能表面、智能軟材料等的理論和應用研究，其中包括基于薄膜失穩(wěn)的多功能微納表面制造及柔性電子材料制備、智能折紙/剪紙超材料應用于軟體機器人、生物傳感與貼片等領域。近年來在Nature Physics、PNAS、Adv. Funct. Mater.、JMPS等頂級學術期刊上共發(fā)表SCI論文30余篇。
02 學術成果
1)智能折紙、剪紙等可編程超材料設計
通過簡單的折紙與剪紙，來實現二維和三維形變與結構重構，對柔性電子、三維結構自主裝、以及智能窗等領域具有巨大潛在應用前景。探索了形狀記憶聚合物薄膜通過自折疊和自發(fā)屈曲來響應外界光刺激，從而實現折紙與剪紙引導的可編程二維和三維形狀變換。
圖1 折紙與剪紙三維智能超材料設計
2)屈曲驅動的可重構微納表面設計及應用
系統(tǒng)性地研究了薄膜基底層合結構表面起皺和層間開裂的力學原理，并以此為基礎開發(fā)屈曲驅動的可重構多功能微納表面，包括極端拉伸性、超疏水性、低光學透明度、可控粘附等。
圖2 仿生微納功能表面制備
3)自適應共形生物傳感與柔性貼片
針對復雜器官曲面共形問題，設計了多功能自適應可共形生物傳感與柔性貼片，應用于心臟監(jiān)測與功能修復等。在柔性電子器件設計、生物界面優(yōu)化和智能醫(yī)療系統(tǒng)集成等方面具有巨大潛在應用。
圖3 復雜曲面自適應共形生物貼片設計
03 項目介紹
1)項目簡介
受自然生物復雜曲面三維構型的啟發(fā)，如花瓣通過彎曲和卷曲實現開放與閉合，葉片通過褶皺和展開優(yōu)化光合作用，?？|手從平坦狀態(tài)轉變?yōu)槁菪Y構以捕捉獵物。本項目擬面向智能化醫(yī)療中在具有復雜曲面上的可穿戴場景，開發(fā)具有自適應高共形可編程的按需定制智能超材料，以實現從二維到三維的可控形狀轉變。
2)所需能力
?力學基本知識
?實驗操作能力
?數據處理和分析能力
?團隊協作能力
3)相關事項
?項目周期：3~6個月
?所需人數：1~3名本科生
4)聯系方式
?電子郵箱：qtzhang@buaa.edu.cn
04 老師寄語
科研不僅僅是枯燥的代碼和公式
而是一場星辰大海的冒險
你的好奇心
正在改變世界的形狀！
