聚合物凝胶的标度率与网络结构

聚合物凝胶的标度率与网络结构

洪伟 南方科技大学 力学与航空航天工程系

摘要：

凝胶中绝大部分的体积和质量都被溶剂小分子所占，那么它的宏观力学性质是否也如溶液一般由其化学组分唯一决定？为回答这一问题，我们合成了一系列化学组分完全相同，而制备过程不同的样品，并测量了力学性质。实验直接给出了否定的答案：凝胶的力学性质与制备过程强关联，而且凝胶的刚度呈现出明显的标度率。我们提出了三条基本假设，从溶液统计物理原理出发，推导了与实验结果完美吻合的标度律。进一步的断裂和疲劳实验不仅验证了我们提出的基本假设，还揭示了一种通过制备过程极大提高凝胶断裂韧性的方法。这些发现可以加深我们对聚合物网络结构与其形成过程内在联系的理解。

洪伟博士现任南方科技大学力学与航空航天工程系教授、副系主任，深圳市软体力学与智造重点实验室副主任，美国机械工程师学会会士(ASME Fellow)。洪伟本科与硕士毕业于清华大学，博士毕业于哈佛大学。曾执教于美国爱荷华州立大学航空航天工程系，历任助理教授、副教授、教授；双聘于日本北海道大学，历任副教授、教授。洪伟的研究涉及固体力学、断裂力学、微结构演化、多物理场建模等领域，他的近期研究主要集中在高分子物理、软物质力学、界面粘接、介电击穿、柔性电子、表面失稳等方面，发表论文百余篇，被引9000余次，连续多年入选“全球前2%科研工作者”学术生涯和年度影响力双榜，现任Meccanica、IJSS、EFM、AMM等学术期刊副主编或编委。