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压力之下:一种新理论让我们预测软材料何时会失效
2022年03月10日    阅读量:26196    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

由马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个团队领导的研究人员最近宣布了一项重大的理论和实验突破,使科学家能够以前所未有的精度预测软材料何时会破裂和失效。这些发现发表在《美国国家科学院院刊》上,对各种聚合物的工程和制造具有直接影响。它们还提供了有关天然软材料(例如我们身体甚至大脑中的结缔组织)如何分解的见解中国建材网cnprofit.com


事实证明,预测凝胶或弹性体等软材料何时会破裂和失效非常复杂。“这一直是个谜,”麻省大学阿默斯特分校的聚合物科学与工程教授、该论文的资深作者之一阿尔弗雷德·克罗斯比 (Alfred Crosby) 说。由于科学家无法准确预测软材料何时失效,设计师通常会过度设计他们的产品,并建议尽早更换它们而不是稍后更换,以确保安全。“但如果我们能够准确预测产品何时会失效,以及在什么条件下失效,”克罗斯比说,“我们可以以最有效的方式设计材料来满足这些条件。”


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在海军研究办公室的海军健康保护计划的支持下,破解这一特殊问题涉及阿尔弗雷德·克罗斯比、马萨诸塞大学阿默斯特分校聚合物科学教授格雷戈里·图和化学教授罗伯特·里格曼之间的多学科努力。和宾夕法尼亚大学的生物分子工程。结合高度精确的化学、详细和创新的计算机模型以及细粒度的实验数据,该小组在称为真实弹性网络理论的新分子模型的帮助下修改了称为 Lake-Thomas 理论的旧理论。租)。“因此,”麻省大学阿默斯特分校聚合物科学研究生、该论文的共同主要作者之一 Ipek Sacligil 说,“只使用分子成分,


克里斯托弗·巴尼 (Christopher Barney) 是该论文的其他共同主要作者之一,他在完成这项研究时是 UMass 的一名研究生,他说:“这个项目突出了从多个角度解决现代科学问题的重要性。通过我们的努力,我们能够创作一个远大于各部分之和的综合故事。”


“这一进展为聚合物网络的化学和材料科学与工程之间提供了一个缺失的环节,”克罗斯比说,他指出这项研究是一个更大的、正在进行的项目的一部分,该项目旨在了解空化或突然、不稳定的裂纹引起的力学。软材料和组织内的膨胀。


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