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植物初生细胞壁的独特非线性力学行为

( 2024-12-25 )

报告人:张耀教授

报告时间:1226(周四) 下午3:00

报告地点: 西区力学一楼603会议室

报告人简介:

张耀,华中科技大学教授、博导,华中卓越学者,华为东湖青年学者。主要从事天然材料与软物质力学方面的研究,研究方向包括天然纤维材料力学、软物质力学和3D打印智能材料与结构, 代表性研究成果以第一作者或者通讯作者发表在 SciencePNAS等期刊上, 被同行专家在 Nature Reviews MaterialsNature NanotechnologyNature Reviews Microbiology等权威期刊上积极评价和正面引用,主持国家优秀青年科学基金项目(海外)、国家级科技创新团队项目、国家自然科学基金面上项目等项目。

报告摘要:

由纤维素纤维、淀粉样纤维等天然纤维自组装形成的网状结构广泛存在于自然界中,而且具有独特的力学性能。主要由纤维素纤维组成的植物初生细胞壁具有良好的机械强度和优异的延展性与韧性,伴随着植物的生长过程,它可以扩大10倍以上,并且始终维持着良好机械强度、不发生破坏。研究并建立植物初生细胞壁的结构与其力学行为的内在关联,对于利用植物细胞壁开发绿色可再生材料,以及研究细胞壁力学性能与植物生长的关系具有重要的科学意义。初生细胞壁只有几微米厚,具有独特的多层多孔网状结构,不仅难以从植物组织中有效分离出来,而且其微结构的准确表征和三维建模难度大,因而与其相关的实验与模拟研究极具挑战性。通过实验表征和计算模拟的有机结合,我们首次获得了细胞壁呈现出的独特非线性应力-应变关系,揭示了细胞壁结构与力学性能的内在关联,发现了其变形机理及其能量耗散机制。



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