機(jī)械學(xué)院專(zhuān)欄《科苑·星壇》第八期準(zhǔn)時(shí)啟航！本期將為大家介紹袁博教授。袁老師在室溫液態(tài)金屬表界面行為調(diào)控、多材料復(fù)合策略及智能材料構(gòu)建等方面取得了系列突破。本期將為本科生提供“適用于動(dòng)態(tài)水下環(huán)境的液態(tài)金屬柔性感知電路”小微項(xiàng)目。期待同學(xué)們加入，共同探索液態(tài)金屬電路在動(dòng)態(tài)水下環(huán)境中的穩(wěn)定性提升策略，為柔性感知系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用開(kāi)辟新路徑！
01個(gè)人簡(jiǎn)介：
袁博，北航機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院機(jī)電工程及自動(dòng)化系副教授，博士生導(dǎo)師。2016年本科畢業(yè)于清華大學(xué)航天航空學(xué)院工程力學(xué)系（錢(qián)學(xué)森力學(xué)班），2021年博士畢業(yè)于清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，后繼續(xù)從事博士后研究，2023年11月加入北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院。主要研究方向聚焦于室溫液態(tài)金屬與智能材料體系的交叉前沿，開(kāi)展基于室溫液態(tài)金屬的表界面調(diào)控機(jī)理、智能材料設(shè)計(jì)策略及其在軟體機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)研究。相關(guān)研究成果以第一/共同第一作者在Science Advances, Advanced Functional Materials, Materials Horizons及中國(guó)工程院院刊Engineering 等期刊，其中3篇被選為期刊封面論文。相關(guān)研究成果被New Scientist、新華社及Deeptech深科技等多家國(guó)內(nèi)外媒體報(bào)道，受到廣泛關(guān)注。以第一發(fā)明人身份獲已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金及重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題。講授課程《柔性電子制造及智能系統(tǒng)》《軟體機(jī)器人》。
02學(xué)術(shù)成果：
1.室溫液態(tài)金屬表界面行為調(diào)控及機(jī)理研究
圍繞室溫液態(tài)金屬材料的表面張力、潤(rùn)濕性與粘附性等關(guān)鍵界面特征，系統(tǒng)研究其潤(rùn)濕、氧化及形貌演化行為，揭示其在不同外場(chǎng)條件下界面調(diào)控機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了一種新的無(wú)需外加電/磁場(chǎng)即可對(duì)液態(tài)金屬表面進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控的方法，為可編程液態(tài)體系及與其他材料快速、穩(wěn)定復(fù)合的構(gòu)建奠定理論基礎(chǔ)。
圖1. 液態(tài)金屬表面形態(tài)調(diào)控及液態(tài)邏輯電路構(gòu)建
2.基于室溫液態(tài)金屬的多材料、多尺度復(fù)合策略
面向液態(tài)金屬與典型功能材料體系（如金屬、玻璃、有機(jī)彈性體等）間的復(fù)合難題，根據(jù)界面相互作用發(fā)展針對(duì)性復(fù)合方法，提出了一種無(wú)需外加材料或電/磁場(chǎng)的基于力響應(yīng)的液態(tài)金屬大面積快速普適化印刷方法，實(shí)現(xiàn)了不同種類(lèi)液態(tài)金屬（EGaIn、BiInSn）在潤(rùn)濕性極差的紙張等基底上快速、穩(wěn)定的復(fù)合方法，并根據(jù)應(yīng)用需求針對(duì)性構(gòu)建兼具多場(chǎng)響應(yīng)性、可重構(gòu)及自修復(fù)等多種功能的智能材料體系，并實(shí)現(xiàn)從微觀界面到宏觀結(jié)構(gòu)的多尺度設(shè)計(jì)策略。
圖2. 基于力響應(yīng)的液態(tài)金屬大面積快速普適化印刷及應(yīng)用
3.基于室溫液體金屬的智能材料構(gòu)建及軟體機(jī)器人應(yīng)用
在前述研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)面向軟體機(jī)器人驅(qū)動(dòng)、感知與控制的智能材料體系，設(shè)計(jì)并制備了一系列具有不同功能的液態(tài)金屬基復(fù)合材料，如多場(chǎng)響應(yīng)液態(tài)金屬?gòu)椥泽w、輕量化液態(tài)金屬物質(zhì)、液態(tài)金屬-絲網(wǎng)復(fù)合材料及水激發(fā)自產(chǎn)熱/氣驅(qū)動(dòng)材料并據(jù)此設(shè)計(jì)了可快速使用的智能繃帶等，實(shí)現(xiàn)了在多種刺激條件下的剛度調(diào)控、驅(qū)動(dòng)可控與自感知功能，拓展其在復(fù)雜和非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的應(yīng)用潛力。
圖3. 基于室溫液體金屬的智能材料體系
03項(xiàng)目介紹：
1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
適用于動(dòng)態(tài)水下環(huán)境的液態(tài)金屬柔性感知電路
液態(tài)金屬因其優(yōu)異的導(dǎo)電性和柔性，在柔性電子和軟體機(jī)器人中具有重要應(yīng)用潛力。然而在動(dòng)態(tài)水下環(huán)境中，其電路常因界面氧化、動(dòng)態(tài)載荷及低溫影響而導(dǎo)致性能衰減。本項(xiàng)目擬通過(guò)電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化與新型復(fù)合材料設(shè)計(jì)，系統(tǒng)研究液態(tài)金屬在低溫水下的穩(wěn)定性變化規(guī)律，探索提升液態(tài)金屬電路耐久性和穩(wěn)定性的策略，進(jìn)而構(gòu)建可在水下環(huán)境長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的柔性感知電路原型。
2．所需能力：
?電子電路、材料或力學(xué)相關(guān)知識(shí)
?跨學(xué)科問(wèn)題探索能力
?實(shí)驗(yàn)操作能力
?團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力
3. 相關(guān)事項(xiàng)：
?項(xiàng)目周期：3~9個(gè)月
?所需人數(shù)：1~3名本科生
4. 聯(lián)系方式：
電子郵箱：oboyuan@buaa.edu.cn
04老師寄語(yǔ)：
每個(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二的星星，堅(jiān)持與熱愛(ài)終將讓你的光芒穿透長(zhǎng)夜，點(diǎn)亮遠(yuǎn)方。
