薄膜拉伸褶皱失稳力学进展

薄膜拉伸起皱现象在自然界和现代工业中普遍存在，在过去二十年里，引发了学者们极大的研究兴趣．这种起皱失稳行为源自薄膜能与弯曲能之间的非线性竞争．我们回顾从本世纪初至今薄膜拉伸褶皱失稳力学研究进展，将其分为两个阶段：前十年的研究主要局限于薄膜小应变(~1 %)起皱现象，而后十年的兴趣主要集中在有限应变起皱-再稳定（孤立中心分岔）行为，在过度拉伸(~30 %)时褶皱最终消失．定量理解、预测和追踪这种强非线性力学行为的需求推进了有限应变板壳理论和数值计算方法的发展，不仅促进了对薄膜起皱-消皱机理的深入理解，也为无褶皱膜结构设计和薄膜表面形貌调控提供了新的思路．     

曲面薄膜结构褶皱失稳力学

薄膜结构褶皱失稳在微观和宏观尺度会出现相似的形貌, 在过去二十年里引发了学者们极大的研究兴趣. 而几何曲率对薄膜结构的失稳临界、形貌选择和后屈曲演化起着至关重要的作用. 本文回顾近二十年来平面和曲面薄膜结构褶皱失稳力学研究进展, 聚焦曲率影响下的薄膜拉伸和膜基结构在各种激励下的稳定性问题. 有限应变板壳理论模型和数值计算方法的发展推动了对曲率影响下薄膜结构表面形貌多重分岔转变的定量理解、预测和追踪, 不仅推进了对薄膜结构失稳机理的深入理解, 也为抑制褶皱或利用失稳实现多功能表面制造提供了理论基础, 可促进拓扑形貌相关的功能性膜结构的设计及优化.      

Numerical study of growth competition between twin grains during directional solidification by using multi-phase field method

A multi-phase field model is established to simulate the growth competition and evolution behavior between seaweed and columnar dendrites during directional solidification.According to the effects of surface tension and interfacial energy,we quantitatively analyze the influences of factors such as inclination angles,pulling velocity,and anisotropic strength on twin growth.The results demonstrate that the pulling velocity and anisotropic strength have an important influence on the morphology and evolution of the seaweed and dendritic growth.The low pulling velocity and anisotropic strength are both key parameters for maintaining the stable morphology of seaweed during competitive growth in a bicrystal,showing that the lateral branching behavior is the root of the dendrites that can ultimately dominate the growth.And it is clarified that the lateral branching behavior and lateral blocking are the root causes of the final dominant growth of dendrites.With the increase of anisotropy strength,the seaweed is eliminated fastest in case 1,the seaweed is transformed into degenerate dendritic morphology,and eliminates the seaweed by promoting the generation and lateral growth of the lateral branches of the dendrites.The increase of pulling velocity is to increase the undercooling of favorable oriented grain and accelerate the growth rate of dendrites,thus producing more new primary dendrites for lateral expansion and accelerating the elimination rate of unfavorable oriented grain.     

火安全环氧树脂材料的制备及其阻燃性能研究

针对“十四五”规划对高等教育人才培养的需求,为促进学生全面发展,加强交叉类学科的推广,改善传统教学实验中直观性、交叉性、创新性和实践性不足的问题,设计了制备安全环保材料的新创类综合实验。首先,利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)结构中P―H键的反应活性,与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)分子发生加成反应,合成阻燃剂(BMP)。最后,通过熔融共混法将阻燃剂BMP均匀分散到环氧树脂固化物中,制得阻燃环氧树脂。该综合实验不仅将基础知识与科学前沿相结合,而且将合成实验与应用实践相结合,培养学生发现并解决问题的能力、学习新事物的能力、理论联系实际的能力。     

高品质因素MgTiO3-SrTiO3系微波陶瓷介电性能的研究

以分析纯MgO、TiO2、SrCO3为原料,采用固相法制备了(1-x)MgTiO3-xSrTiO3(x=0～0.065)系列微波介质陶瓷材料,研究了添加SrTiO3后,体系的晶相组成、显微结构、微波介电性能之间的变化规律。研究表明,随着SrTiO3添加量的增加,陶瓷的体积密度、介电常数εr、谐振频率温度系数τf都呈增加趋势,但无载品质因素与谐振频率的乘积Q×f的值随添加量的增加呈下降趋势。当x=0.035时,陶瓷可在1380℃保温2 h烧结,此时陶瓷获得近零的频率温度系数:τf=-2.8×10-6/℃、高的品质因素:Q×f=16714 GHz、介电常数:εr=21.5。     

黑色素的合成及小分子对其功能的调控

黑色素作为一种天然色素, 可以大致分为真黑素和褐黑素. 它们广泛存在于微生物、 高等动物和植物体内, 具有自由基清除、 辐射防护和热调节等功能. 对人类而言, 黑色素在一定程度上影响着皮肤、 头发以及眼睛的颜色, 在保护皮肤免受紫外线照射产生有害损伤方面具有重要作用. 黑素细胞功能异常会带来一系列的皮肤问题, 如黑色素瘤和白癜风等疾病. 因此, 调控黑色素的产生是治疗色素相关疾病的重要途径. 黑色素合成过程中涉及到酪氨酸酶、 酪氨酸酶相关蛋白酶等多种酶的催化和化学反应. 通过小分子调控这些酶的催化过程, 改变其活性及表达是调控黑色素合成的有效途径. 在生物体内, 黑色素都是通过生物合成的. 由于黑色素的独特功能, 化学家也开发了一些人工化学合成黑色素的方法. 在小分子调控黑色素功能方面, 已发现多种可抑制黑色素形成的小分子, 这些小分子为黑色素相关疾病的治疗提供了新途径. 本文综合评述了黑色素的合成(包括生物合成与人工合成)、 抑制机理以及小分子化合物对黑色素的调控, 为开发安全、 高效的黑色素相关药物提供了理论基础.