报告题目:

树脂基纳米复合材料力光热仿生一体化设计制备

报告人:

穆正知

所在单位:

吉林大学

报告人简介:

穆正知：吉林大学副教授、博士生导师，美国密歇根大学安娜堡分校联合培养博士、德国亚琛工业大学访问学者，入选国家第四批“博新计划”、吉林省高层次人才、吉林大学“励新计划”（重点培养阶段）等。主持或参研国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家“博新计划”、全国重点实验室开放课题等科研项目10余项，发表学术论文40余篇，授权发明专利30余项。曾获第三届国际仿生工程奖、首届国际仿生创新大赛一等奖、中国政府奖学金、中国博士后科学基金会“博新计划”优秀创新成果、吉林省优秀博士学位论文、吉林大学优秀博士后等荣誉奖励。担任国际期刊Biomimetics顾问委员兼客座主编、Journal of Bionic Engineering、Advanced Bionics、Soft Science等期刊青年编委，兼任中国机械工程学会表面工程分会表面改性学组特邀专家以及10余本国际期刊评审专家等。

报告摘要:

高性能树脂基复合材料具有优异的理化和机械性能，在航空航天高端装备中应用广泛。但是，树脂内在的强韧失衡极易导致灾难性的破坏失效，从而造成不可估量的重大损失，且其本身功能性不足，严重制约了树脂基复合材料的应用范围。本研究受大型猛禽黑鸢羽轴髓质结构启发，以聚多巴胺、三聚氰胺、石墨烯和环氧树脂为原料，结合耦合仿生设计方法和界面工程化策略，采用浸渍涂布、液相化学交联、冷冻干燥和真空辅助成型技术，制备了一种具有三维互联骨架结构的仿生环氧树脂基纳米复合材料（BEC），BEC的断裂韧性和弯曲强度相比纯树脂提升了111.43%和43.92%，表现出优异的机械性能。而且，通过模拟仿真和失效分析相结合的手段，揭示了BEC中微结构和强界面传递和耗散外部载荷和局部应力的作用机制。此外，BEC还表现出高热力学稳定性和出色的光热转换能力，在100 mW/cm2的光照下，可以在5 min内将自身从室温加热到90℃。本研究为先进树脂基复合材料的创新设计和功能集成提供了设计思路和技术参考。