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蒋晗教授团队在《力学学报》发表软材料粘接结构界面破坏综述

作者:杨卓然   日期:2021-09-10   点击:[]

近日,西南交通大学蒋晗教授高分子材料力学性能团队对国内外软材料粘接结构界面破坏近期的研究工作进行了总结,以“软材料粘接结构界面破坏研究综述”为题发表在力学领域中文顶级期刊《力学学报》(2021, 53(7):1807-1828. doi: 10.6052/0459-1879-21-131)。朱忠猛博士为论文第一作者,杨卓然博士为第二作者,蒋晗教授为通讯作者。

近年来,以水凝胶为代表的多种软材料的应用和相关研究愈加丰富,未来软材料将会有更加广阔的工程应用前景,软材料粘接结构界面破坏是实际应用中不可忽视的严峻问题。该综述对近200篇软材料粘接结构界面破坏相关文献进行了全面的检索、整理与分类,从理论、实验和模拟多角度出发,对软材料粘接结构界面破坏领域的主要研究成果和现状进行了系统总结评述。

实际应用中的软材料多需要黏附于不同类型的基底材料上,与之共同组成具有特定功能的粘接结构,粘接界面对其结构完整性与功能可靠性起着关键作用。该综述首先通过与传统粘接结构的对比,指出了“软界面”与“软基体”两种粘接结构界面破坏的独特性及其物理本质;然后总结了“软界面”与“软基体”粘接结构界面破坏的实验表征成果以及针对两种粘接结构界面破坏行为的理论分析方法和模型;之后以内聚力模型为基础,介绍了软材料粘接结构界面破坏行为数值模拟工作的最新研究进展;最后基于已有研究成果,提出了软材料粘接结构界面破坏研究所面临的问题和挑战,并对未来可能的研究方向进行了深入讨论和展望。

图1不同粘接结构界面破坏过程示意图

该综述对充分掌握软材料粘接结构破坏行为的研究进展有重要帮助,指明了未来可能的相关研究方向,可为软材料粘接结构的合理使用与优化设计提供理论支持与工程指导。

该研究工作得到了国家自然科学基金(11872322),四川省应用基础研究重点项目(2019YJ0231)和西南交通大学博士生创新基金(D-CX201835)的资助。蒋晗教授所带领的高分子材料力学性能研究团队,近年已在断裂力学领域顶级期刊《Engineering Fracture Mechanics》发表多篇粘接界面破坏相关的高水平论文:

1.Rate dependent shear debonding between a highly stretchable elastomer and a rigid substrate: Delayed debonding and pre-stretch effect. Engineering Fracture Mechanics, 2019. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2019.106743
    2.Investigation of zero-degree peeling behavior of visco-hyperelastic highly stretchable adhesive tape on rigid substrate. Engineering Fracture Mechanics, 2021. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2020.107368

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