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自修复性水凝胶材料的设计及其力学行为分析

( 2019-01-04 )



【报 告 人】 孙桃林 研究员 华南理工大学
【时    间】 2019年1月7日(星期一)上午10:00
【地    点】 力一楼239会议室

摘要:水凝胶是一类由亲水性的三维高分子网络和大量的水组成的软湿性材料。然而传统的水凝胶由于含水量高和网络结构不均匀等原因,机械性能较差。最近,我们报道了一种高韧性、自修复性的物理交联型聚两性电解质水凝胶材料(Polyampholyte hydrogel)。聚两性电解质是由带正电荷和负电荷的单体无规共聚形成的分子链上同时含有正负电荷基团的一类聚合物。由于正负电荷基团之间的静电相互作用使得聚合物分子内部形成离子簇。同时,无规共聚(单体的竟聚率不同)使得离子簇的强度和尺寸具有宽广的分散度,导致平衡后的样品内部产生相分离结构而形成聚合物浓相(强键)和稀相(弱键)。强键充当于化学键,保持材料的形貌和赋予它的弹性性能;弱键充当于可修复的动态键,在加载时能被破坏,吸收能量而赋予材料的韧性,而在卸载时,破坏掉的动态键又能重新生成而赋予材料的自修复功能。同时,动态键的可破坏和修复特性具有时间依赖性,为此聚两性电解质水凝胶呈现出明显的粘弹性特性,凝胶的力学性能强烈依赖于环境温度和加载的应变率。本工作详细研究环境温度和加载应变率对聚两性电解质水凝胶的拉伸和断裂行为,并用室温等效原理对结果进行讨论。

个人简介:
    孙桃林研究员主要研究方向为软物质材料(水凝胶、弹性体)的韧性、自修复和形状记忆等性能设计;材料在变形过程中的结构演化及其破坏机理研究。在Nature Materials, Physical Review Letters, Macromolecules, Advanced Materials, Soft Matter, Advanced Functional Materials等期刊发表论文近30篇,授权国际专利和日本专利各1项,2018年获第十四批“创新人才计划”青年项目。
教育背景:
2009年10月-2013年10月 日本北海道大学,生命理学博士       导师:龚剑萍 教授
2006年09月-2009年07月 中国科学技术大学,固体力学硕士   导师:龚兴龙 教授
2002年09月-2006年07月 江南大学,高分子材料与工程学士
工作经历:
2018年3月-至今  华南理工大学 华南软物质科学与技术高等研究院 特聘研究员
2015年10月-2017年10月 北海道大学 先端生命科学研究院                特聘助理教授
2013年10月-2015年10月 北海道大学 先端生命科学研究院                博士后研究员



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