报告题目：微纳米力学超材料的构筑设计、制备和力学性能研究

报告人： 李晓雁 清华大学力学工程系

报告时间：2019年9月30日（周一）上午09：00

报告地点：机械工程学院报告厅C302

个人简介

清华大学长聘副教授、博导，中组部“青年千人计划”入选者，国家优秀青年基金获得者。主要从事新型微纳米结构材料的力学性能和力学行为研究，主要采用宏微观力学理论、多尺度模拟和原位电镜实验相结合的方法探索多种新型微纳米结构材料的变形和断裂行为，同时基于力学原理设计和制备多种微纳米力学超材料以及高熵合金。目前以第一或通讯作者在Nature、Nature Materials、Nature Nanotechnology、Nature Communications、JMPS、PNAS、PRL、Nano Letters、Advanced Materials、Science Advances、ACS Nano、Small等期刊上发表SCI论文40余篇，同时发表3篇英文书章。相关学术成果已经被Nature、Science、Nature Reviews Materials等国际著名期刊上的论文所引用并积极评价，同时也被Nature子刊、ScienceDaily、PhysOrg、R&D Mag、Nanotimes、Nanowerk、Chemical & Engineering News和中国科学网等国内外媒体所报道。曾获得2013年第13届国际断裂力学大会（ICF13）青年学者杰出论文奖、2018年Elsevier EML青年学者奖（Elsevier EML Young Investigator Award）、2018年Eshelby力学青年学者奖（Eshelby Mechanics Award for Young Faculty）和2019年中国力学学会青年科技奖。目前，应邀担任《中国科学：技术科学》中/英文版青年编委。曾担任第14届纳米材料国际大会的国内和国际委员会委员（National and International Committee Members）。

报告摘要

近些年，微纳米力学超材料展示了优异的力学性能，如超高的比刚度、比强度和能量吸收率，其结构设计和制备已经成为固体力学和材料科学研究的前沿和热点。然而，微纳米力学超材料的力学性能之间存在一定的矛盾或互斥，如高强度与良好的可恢复性、高强度与低密度、高强度与大变形等。为了克服这些力学性能的矛盾或互斥，我们设计和制备了三种微纳米力学超材料，并采用原位电镜实验表征了它们在室温或高温下的力学性能。

我们采用双光子光刻技术和磁控溅射相结合的方法制备了高熵合金-聚合物纳米点阵材料。该复合纳米点阵材料同时具有高的强度（约10 MPa）和良好的可恢复性。随着高熵合金镀层厚度的增加，压缩过程中主要变形机制发生从局部屈曲到脆性断裂的转变。同时，我们利用双光子光刻技术和高温热解方法制备了具有Octet和Iso两种单胞构型的热解碳纳米点阵材料。这种点阵材料在密度约为1.0 g/cm³时，强度可以高达1.9 GPa。此外，我们采用气纺丝方法大规模制备了陶瓷纳米纤维组成的多孔结构。这些纳米陶瓷纤维海绵能够在室温以及高温（400-1300 oC）下保持良好的弹性，且在多周加载中能够通过纤维的弯曲、摩擦以及断裂吸收一定的能量。同时，相关实验表明：这些纳米陶瓷纤维海绵具有多种功能，如光催化、吸水、隔热等。