【本站讯】12月13日,北京理工大学教授、国家自然科学杰出青年基金获得者陈少华教授做客黄岛讲坛(储建分论坛),为师生作题为“多尺度仿生粘附力学与壁虎手套表面的仿生设计”的学术报告。
陈少华教授介绍其团队的重要研究成果——仿壁虎手套的多尺度仿生设计。研究成果揭示了壁虎类生物在攀爬、粘附和自清洁方面的力学机制,并将仿生学与工程应用深度融合,成功开发出了一系列高性能仿生材料,在工业与科技领域具有广泛应用潜力。
陈少华教授团队通过分析壁虎脚部微观结构,发现其能够轻松停留在垂直墙壁上的秘密在于宏观与微观多级结构的粘附力学机制。数百万根微米直径的刚毛,以及纳米直径的绒毛,协同作用产生了范德华力和毛细力。这种独特的多级结构使壁虎具备超强粘附性,同时兼具可逆性和自清洁能力。
陈少华教授团队基于上述研究成果,设计了一种高强韧性硅橡胶复合材料,并仿生制备了具有强粘附性能的微结构功能表面。这种材料通过优化分子结构,实现了在小角度下具有更强的粘附力,而在大角度下则易于脱离,为仿壁虎手套的设计奠定了坚实基础。仿壁虎手套的研究成果不仅适用于单兵作战装备、机器人爬壁器等特种设备,还可在航空航天和医疗领域开辟新方向。
陈少华教授指出:“我们通过多年的研究,成功揭示了壁虎粘附的多级力学机制,并将其原理运用到高性能材料的设计中。这不仅是仿生学领域的一项重大突破,更为工程材料的创新提供了新的视角。”他表示,未来其研究团队将继续推进有关研究,开发更多适用于实际场景的仿生产品。
报告结束后,陈少华教授就相关问题与在场师生进行了热烈研讨。
陈少华,北京理工大学教授,国家杰出青年科学基金获得者、万人计划领军人才、中青年科技创新领军人才,入选国家百千万人才工程、被授予“有突出贡献中青年专家”称号。主要从事表界面与多尺度力学、仿生材料与结构力学方向的研究。已发表SCI论文220余篇,著作2部,多年获评爱思维尔中国高被引学者。曾获国家自然科学二等奖(3/3)、中国力学学会自然科学一等奖(1/3)、中国力学学会青年科技奖、茅以升北京青年科技奖等。目前担任《固体力学学报》副主编,Biomimetics, Nano Materials Science, Scientific Report, 力学学报、力学进展等期刊编委。