导读:本文包含了软材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光致变色,多金属氧簇,水凝胶,功能膜
软材料论文文献综述
杨永祺[1]（2019）在《基于多金属氧簇的光致变色软材料的制备、性能研究及应用》一文中研究指出光致变色材料,因其在紫外光的照射下能够发生显着且可逆的颜色变化,而在光学器件、化学传感、存储、防伪等领域有着诸多重要的应用,多年来相关研究层出不穷。尤其近几年来,凝胶、功能膜等光致变色软材料在信息存储、无墨打印以及可擦写纸张等方面的应用更是吸引了广大科研人员的兴趣。目前的光致变色单元主要以偶氮苯、二芳基乙烯或螺吡喃等为代表的有机分子和多金属氧酸盐(POM)、过渡金属氧化物等无机材料为代表。这两大类变色单元在性能上各有优劣:基于有机变色单元的光致变色材料其响应速度快,颜色多样,但稳定性尚有不足;基于无机变色单元的光致变色材料稳定性很好,可耐受多次变色褪色循环,但响应速度慢,颜色较单一。无机材料在稳定性上较有机材料表现出一定的优势,但许多基于叁氧化钨等金属氧化物的无机变色单元因溶解性较差,难以良好分散,这限制了其在复合材料方面的应用。在无机光致变色材料中,POM因表面带有稳定的负电荷,其溶解性较好且易于与带正电荷的材料复合而成为无机变色材料中的一个较优选择。它能够耐受一定的电子得失而不会导致分子结构发生显着变化,这使得它能够实现稳定的可逆光致变色过程。重要的是,它应用广泛,相对廉价易得,这有利于未来此类光致变色材料在工业上的大规模生产。因此,我们以价格低廉,应用广泛的钼酸铵[(NH_4)_6Mo_7O_(24)](Mo7)为光致变色单元,设计了一系列光致变色软材料。本论文中,我们利用Mo7表面的负电荷,与不同带正电荷的高分子材料复合,得到了一系列具有光致变色性能的凝胶和膜材料,并探索了它们的应用,具体研究内容如下:第一,我们将Mo7引入到聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶当中,得到了具有快速光致变色性能的水凝胶材料。这种水凝胶透明性好,可快速光致变色。其光致变色程度能够通过对紫外光照射时间和强度的控制而精确调控。其在O_2的作用下能够发生褪色,同时温度和O_2浓度的升高能够加快褪色过程。通过温度的控制能够精确的控制褪色时间。这种水凝胶材料能用于显示并存储图像、文字等传统信息,也能够用来存储二维码、二进制数据等数字信息。这种水凝胶具有柔性和可拉伸性,且抗应力疲劳,在50%的应变下连续循环拉伸1000次力学行为不会发生变化,水凝胶本身也不会发生永久形变。这使得其在存储信息时不会因形变导致信息损失。这些存储的信息可擦除重写,也可通过烘干或冷冻的方法实现长期保存。通过对光致变色过程的精确控制,在存储二进制信息时可实现存储密度的成倍提高。这种水凝胶还在光学防护材料以及可调式光学滤镜等方面有一定的应用前景。第二,在前一工作的基础之上,我们通过使用疏水缔合PAAm网络和明胶得到了一种强韧型光致变色水凝胶。这种水凝胶的强度同前一工作相比,断裂应力提高了16倍。其连续压缩性能好,在90%的应变下连续压缩5次,其力学性能和形状不发生显着变化。我们通过循环拉伸的手段对水凝胶高机械强度的原理进行了研究,表明明胶在水凝胶的高强度表现中起到了重要作用。这种水凝胶具有较好的光致变色性能,能够在表面形成文字或图案。用适当的还原剂能够在水凝胶表面书写出多种颜色的字迹。这种水凝胶展现了在无墨打印方面的应用,在未来有作为书写和打印介质的潜力。第叁,我们将Mo7引入到明胶中制备了一系列光致变色膜,通过改性剂叁乙二醇(TEG)加入量的控制可调控膜的各项性能。这些膜有较高的机械强度,好的透明性和快速光致变色的能力。TEG的加入降低膜的力学性能的同时提高了透明性和变色性能,且TEG含量的变化对膜光致变色后的颜色也能够产生影响。膜变色后在室内环境下会缓慢的褪色,但在湿润环境下加热能够使褪色过程加快。这种膜可作为日常书写介质,可兼容常见的油性墨水笔和水性墨水笔。同时,利用不同的试剂在膜上进行书写能够实现日常书写、防伪及加密等功能。同时,这种膜还能够兼容常见的多种打印机,并能够实现高分辨率的“光打印”过程,能够在微米尺度下显现出图案等信息。这种膜可循环擦写,可自修复,可再生,在可重复利用方面展现出优势。这种膜能够像传统纸张一样应用同时还具备传统纸张不具备的功能,在取代传统纸张成为新一代书写与打印介质方面有着显着优势。第四,在上一部分工作的基础之上我们尝试寻求一种策略能够同时实现膜的可擦写性和长期稳定显色。聚乙烯醇(PVA)的引用能够使得PVA上的羟基与Mo7之间发生氢键作用,这可能是降低膜光致变色性能的同时延长膜的着色时间的主要原因。同上一部分研究相同,在湿润的环境下加热能够显着加快褪色过程。这一部分工作为设计同时具有可擦写性能和长期着色性能的光致变色材料提供了新的解决方案,并为未来可擦写纸张的发展有一定借鉴意义。在本论文中,我们以Mo7为主体,得到了一系列低成本、快速响应的光致变色凝胶和膜材料。这些材料在存储、无墨打印等方面具有一定的应用前景。在未来取代传统纸张成为新的书写和打印介质等方面也展现出一定的优势。本论文的研究工作进一步推动POM类材料在光致变色领域的研究进展,对未来可擦写智能材料的设计也具有借鉴意义。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
辛雨[2]（2019）在《3D打印：软材料实现强韧粘接》一文中研究指出作为快速成型技术，3D打印可用于复杂软结构的制备。然而，现有的亲疏水结构在打印过程中的界面粘接性能极差。为此，科研团队提出了一种软结构3D打印的强韧粘接技术，实现了具有超强界面粘接的水凝胶/弹性体亲疏水异质结构的打印。亲疏水复合结构在自然界中广(本文来源于《中国科学报》期刊2019-05-30）
雷芳,张燕琴,孟鑫沛[3]（2019）在《FDM工艺成型参数对软材料TPU制品力学性能的影响》一文中研究指出用挤出机将TPU粒料挤出成型线材,经结构改进后的3D打印机将TPU线材打印成测试试样,通过正交实验方法,研究了填充率、平台温度、喷嘴温度对TPU制品的拉伸强度、断裂伸长率以及动态热力学性能的影响,并与同种材料的模压试样进行对比。结果表明:填充率、平台温度和喷嘴温度对试样力学性能具有明显的影响,其中,影响程度为喷嘴温度>填充率>平台温度;当填充率为75%、平台温度为50°和喷嘴温度为220℃时,TPU制品的力学性能最佳,拉伸强度为23. 04MPa,断裂伸长率为956. 02%,分别为模压试样的75. 12%和82. 01%,邵氏A硬度为84。因此,填充率、平台温度和喷嘴温度等影响TPU制品的力学性能,合理设置成型参数能获得接近模压制品的力学性能。(本文来源于《塑料》期刊2019年02期）
王琼与[4]（2019）在《典型板状软材料样品的非均匀生长变形研究》一文中研究指出板状软材料样品的生长变形不仅在自然界普遍存在(如花瓣、叶片、人体皮肤等),还广泛应用于工程与医学领域(如软体机器人、柔性控制器、药物释放阀等)。软材料的生长变形属于有限变形的范畴且涉及生长不相容性、变形不稳定性等课题,现已成为相关领域的研究热点之一。本文工作旨在研究板状软材料样品生长变形过程中呈现的力学行为特征,并揭示其内在机理。主要的研究成果包括:(1)研究了具有线性梯度生长场分布的板状软材料样品在无外部约束下的生长变形,从而得到了控制方程组的精确解并进行了实验验证。首先,基于双轴生长和平面应变假设,在非线性弹性力学的框架下建立了模型的控制方程组。其次,在样品内部无残余应力的条件下,推导出了生长函数所应满足的约束方程。然后,对于沿板厚度方向线性梯度分布的生长场,求解出了控制方程组的精确解,进而揭示了各几何参数和生长参数对样品生长变形的影响。最后,为了验证解析结果的有效性,开展了板状水凝胶样品的非均匀溶胀变形实验,结果发现实验现象与解析结果可以很好地吻合。(2)研究了板状软材料样品在平面应变假设下的非均匀生长变形,从而推导出了用于软材料平板2D形状设计的解析公式。首先,基于板状样品所满足的叁维控制方程组,通过级数展开和适当截断的方法,导出了样品所满足的板方程系统,其中包含生长函数并考虑材料的不可压缩条件。然后,通过深入分析板方程系统的特征,找到了求解方程系统的有效途径,从而得到了该方程系统的解析解。基于该解析解,我们进一步研究了相应的反问题,即如要使板状样品生长成特定的几何构型则应如何设置样品内部生长函数的分布。在单轴生长和双向等轴生长的情况下完成了反问题的求解,并得到了用于软材料平板2D形状设计的解析公式。最后,通过一些典型的示例揭示了这些形状设计公式的有效性和精确性。(3)研究了圆形板状软材料样品的轴对称生长变形,从而推导出了样品在水平生长和弯曲生长之间互相转化的判别式。首先,基于圆形板状样品所满足的叁维控制方程组推导出了描述圆形板轴对称生长变形的方程系统。然后,通过对板方程系统的首项进行分析,得到了圆形板发生水平生长和弯曲生长的判别式,进而推导出了控制圆形板生长变形的解析公式。通过数值验证可以发现,这些解析结果具有很高的预测精度,可以解释自然界中的各类板状生物样品的生长变形特征。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-17）
孙晓昊[5]（2019）在《软材料的大变形、接触和粘附等非线性问题的数值模拟研究》一文中研究指出软物质涵盖很广的范围,从橡胶、智能材料、水凝胶等高分子聚合物,到细胞、皮肤等仿生或生物组织等。软物质在很多场景下表现出如复杂场耦合大变形、接触和粘附等的非线性力学行为,对其力学行为研究有助于材料性质及功能、细胞力学性质及功能的预测和设计。但解析方法往往难以求解这些行为,有限元数值方法处理复杂问题的能力虽然大大提高,但要行之有效地建模和研究如复杂材料本构、复杂边界条件等问题时往往也面临许多挑战。本文通过叁个具体例子,对软物质不同的非线性力学行为(主要包含大变形、接触和粘附问题)进行理论与有限元模拟研究,探究了如何在有限元模拟中处理复杂的非线性行为。在第一部分,本文主要研究了一种新型的具有共价自适应网络的动态热固性聚合物(Vitrimer,也称固塑体)的力学行为。作为热固性聚合物,这种材料具有交联网络结构。在受到特定的外界刺激,如光、热、化学环境变化等时,其内部的化学反应被激活,使得分子键之间能够进行交换。这种交换反应赋予了聚合物网络动态重组能力,因而材料在受到外界载荷时能进行微观的网络自适应重组而表现出宏观的流变力学行为,如应力松弛、蠕变等。此外,动态网络还使材料表现出界面愈合能力、基于碎块或粉末的回收能力。结合了热固性聚合物的出色的力学和化学稳定性,和热塑性聚合物的再加工和回收性能,这种新型聚合物在很多领域表现出极大的应用潜力,对其进行力学建模有助于材料实际应用中力学行为的理论预测和预先设计。本文主要针对成型行为这一典型应用场景,基于之前发展的本构模型和有限元软件ABAQUS的二次开发,发展用户材料子程序(UMAT)以描述材料的复杂本构。然后借助有限元方法研究了体材料在特定外界刺激下的成型过程以及其中的力学、外界刺激、化学反应之间的复杂耦合行为。本文工作有助于实际成型条件设计,并可对后续粉末受压愈合的回收过程研究提供帮助。在第二部分,本文考虑了软物质大变形和复杂边界条件下的接触问题。具体地,本文研究了细胞受压进入受限沟道过程的力学行为。这一过程广泛存在于细胞力学实验和生物过程中,例如微吸管、微流控实验、肿瘤细胞迁移等。以往的力学模拟工作未能实现外界压强载荷的精准施加,因此大多忽略摩擦效应,无法准确计算细胞进入力学响应。而本文基于ABAQUS的二次开发,发展了一种动态更新载荷边界的计算脚本,实现了细胞进入沟道过程中精确的载荷施加,并因此能够考虑细胞和沟道间的摩擦影响。在模型中,本文忽略细胞的内部骨架结构并将其简化为圆球状的粘弹性体,弹性部分由不可压缩的neo-Hookean超弹性模型描述,以容纳细胞在受限沟道中的大变形,粘性部分由单项Prony级数松弛模型描述。本文通过所发展模型,比较了传统模拟所用的加载方式与真实细胞受力下的响应差别,并研究揭示了摩擦对细胞进入过程的影响。本文发展的方法很容易被推广到各种不同几何、材料、载荷及摩擦条件下的细胞进入沟道响应计算。在第叁部分,本文考虑了粘附力学中的基本问题,平底硬物块与有限厚度弹性基底的脱粘问题,这也和复杂边界条件相关(粘附界面改变)。这个问题受启发于防冰或防护生物污损的软材料涂层的设计,其中涂层的粘附强度是一个核心参数,它被定义为一个平底硬物块和涂层的法向临界分离力除以接触面积。因而研究物块和基底的脱粘机理与临界分离力具有重要意义。在二维平面应变假设下,本文推导了物块与弹性半空间的临界分离力和多个模型参数(基底模量、界面粘附能、接触半径、施力位置和施力角度等)的解析公式,并给出了带角度分离力降低的基本力学机理,即引入不均匀力学场以引起边缘局部分离。对叁维有限厚度基底问题,本文发展了基于内聚力模型的有限元计算模型模拟不同施力位置和角度及几何参数的界面分离过程。模拟结果对以往发现的不同法向分离模式提供了理论解释,首次发现了切向分离下的叁种分离模式,并系统研究了临界分离力与分离模式的关系。特别地,叁维模拟发现引起局部分离并降低分离力的另一形式即界面空穴。这些结果有助于发展新型的低粘附涂层,如具有材料异质性的软物质涂层等。综上,本文通过vitrimer成型研究、细胞进入沟道、物块与基底脱粘叁个具体例子,探究了使用有限元方法如何行之有效地模拟软材料应用常涉及的叁种可能与复杂本构、复杂可变边界、刚度软化、失稳等困难相关的非线性力学问题,即大变形、接触、粘附。研究为使用有限元方法处理软物质非线性问题提供了指导。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-04-01）
姜泓[6]（2019）在《两项创新科技成果引人关注》一文中研究指出本报讯（ 姜泓）昨日上午，西安交大举办创新型科技成果新闻发布会，现场集中展示了透明离子导体软材料与电网设备无线智能温度在线监测系统两项科技成果。此次发布会不仅聚集了众多媒体，也吸引了不少投资机构的关注。发布会上，西安交大理学院丁书江教授介绍(本文来源于《西安日报》期刊2019-03-29）
赵家业,刘战伟[7]（2019）在《基于Stereo FEMU的原位软材料本构参数反演方法》一文中研究指出有限元更新方法是一种材料参数反演的有效技术。原位测量材料的本构参数对于生物材料等软材料的力学行为模拟至关重要。本文中,结合叁维数字图像相关方法和FEMU方法,发展了一种可原位测量软材料弹性本构参数的反演方法。首先,通过数值模拟的方法评价了本方法的抗噪性、鲁棒性、准确性。搭建简易原位加载系统和3D变形测量系统,测量了硅橡胶的叁维表面变形,实现了该材料的弹性参数反演。利用构建的系统,进一步实现对于人体手臂肌肉的原位加载,反演出手臂肌肉在不同状态下(舒张与收缩)的弹性参数。通过比较实验测量结果和FEM计算结果,进一步证明了方法的有效性和准确性。(本文来源于《北京力学会第二十五届学术年会会议论文集》期刊2019-01-06）
王炯,D.Steigmann,王凡凡,戴晖辉[8]（2018）在《基于新型有限应变板理论的软材料生长变形研究与不稳定性分析》一文中研究指出具有薄板形状的软材料样品的生长变形在自然界和工业领域中广泛存在(如生物软组织的生长和萎缩、高分子凝胶的溶胀和收缩等)。在生长过程中,软材料样品通常会发生大变形且往往呈现出复杂的构型和表面形态演化。为了适当地描述板状软材料样品的生长变形,需要建立合适的板理论,并深入研究板方程系统的不稳定性。本项工作基于非线性弹性力学框架建立了满足一致性准则的新型有限应变板理论,其中考虑了材料的生长效应和弹性不可压缩条件。可以证明,该理论所建立的板方程系统在O(h2)的渐近精度下与原叁维控制方程组保持一致。与经典板理论相比,新型板理论无需对样品的变形提出先验假设,且具有更高的渐近精度,因此更适用于板状软材料样品的生长变形研究。基于该新型有限应变板理论,本项工作针对典型的样品构型和生长模式建立了板方程系统并采用解析或数值的方法对其进行了求解,所得结果可以对软材料样品的生长变形进行全面的描述,并揭示其力学行为特征的内在机理。特别是在平面应变条件下,本项工作获得了板方程系统的精确解,进而揭示了样品内部的生长函数分布与其构型演化的关系(见图1),该项结果对于软材料功能器件的设计开发具有重要的意义。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
高楠,李剑,陈伟球,鲍荣浩[9]（2018）在《拉伸对软材料声子晶体带隙的调控作用》一文中研究指出近年来,软材料的应用受到了越来越广泛的关注。在外加载荷作用下,软材料结构较易产生可逆的非线性弹性大变形,可有效改变结构的几何构型及等效力学模量,从而可用来调控结构的相关物理特性。已有的研究表明,用软材料制作多孔的周期结构,可通过外加载荷作用下的后屈曲大变形来调控其弹性波的传播特性,改变弹性波禁带的分布,这为声学开关等器件的设计及弹性波传播的实时调控提供了新思路。由于软材料难以承受稳定的压缩变形,本文基于逆向思维,以传统研究的二维圆孔周期结构受压的后屈曲构型作为参照,设计了两种构型的软材料周期多孔结构,应用自主设计的拉伸平台来完成结构的单向和等比例双向加载,观测拉伸过程中结构的变形机制及对结构等效泊松比的影响,并利用振动测试平台来研究拉伸变形对弹性波传播特性的影响,验证了拉伸变形对软材料周期多孔结构中带隙特性的反向调控作用。同时,利用有限元软件ABAQUS平台,开发了软材料周期结构的变形分析方法,以及变形基础上弹性波传播带隙和弹性波传输特性的分析方法。计算和实验结果吻合较好,本文为进一步研究软材料周期结构中弹性波的传播提供了新的研究手段。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
曹艳平[10]（2018）在《软材料表面失稳斑图的若干应用》一文中研究指出研究软材料和生物材料在多场作用下的大变形和表面失稳行为,在发展新颖的功能材料和器件等方面有重要应用。本报告介绍软材料的可控失稳形貌在新颖的功能材料和器件发展方面的若干应用。包括基于制备规则的微纳米尺度的表面斑图的新方法,制备了具有特异性的粘附、浸润和光学特性的功能表面;基于Bloch定理和数值模拟,揭示了膜-基系统失稳产生的周期性应力分布可在结构中产生丰富的弹性波带隙,因而,通过调控该类系统失稳的形貌特征,设计新的超材料来调控弹性波传播;针对偶氮高分子薄膜在软基底上失稳问题,考虑"光-化-力"耦合作用导致的薄膜变形和薄膜力学性质的改变,揭示了该体系中的光致应力释放,在利用可见光实现擦除或动态调控失稳形貌过程中扮演着关键角色;进而展示了该类软材料系统在新器件发展,如采用可见光实现信息写入或擦除等方面的实际应用;以及基于"脊凸"失稳模式利用全碳电极(碳管和石墨稀杂化膜)的优异力学和电学性能制备的高灵敏度、高空间分辨率神经电极。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
软材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
作为快速成型技术，3D打印可用于复杂软结构的制备。然而，现有的亲疏水结构在打印过程中的界面粘接性能极差。为此，科研团队提出了一种软结构3D打印的强韧粘接技术，实现了具有超强界面粘接的水凝胶/弹性体亲疏水异质结构的打印。亲疏水复合结构在自然界中广
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
软材料论文参考文献
[1].杨永祺.基于多金属氧簇的光致变色软材料的制备、性能研究及应用[D].长春工业大学.2019
[2].辛雨.3D打印：软材料实现强韧粘接[N].中国科学报.2019
[3].雷芳,张燕琴,孟鑫沛.FDM工艺成型参数对软材料TPU制品力学性能的影响[J].塑料.2019
[4].王琼与.典型板状软材料样品的非均匀生长变形研究[D].华南理工大学.2019
[5].孙晓昊.软材料的大变形、接触和粘附等非线性问题的数值模拟研究[D].中国科学技术大学.2019
[6].姜泓.两项创新科技成果引人关注[N].西安日报.2019
[7].赵家业,刘战伟.基于StereoFEMU的原位软材料本构参数反演方法[C].北京力学会第二十五届学术年会会议论文集.2019
[8].王炯,D.Steigmann,王凡凡,戴晖辉.基于新型有限应变板理论的软材料生长变形研究与不稳定性分析[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[9].高楠,李剑,陈伟球,鲍荣浩.拉伸对软材料声子晶体带隙的调控作用[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[10].曹艳平.软材料表面失稳斑图的若干应用[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018