报告题目：水凝胶复合材料多尺度设计与功能应用

报告人：张凯（北京理工大学）

报告时间：2023年12月27日（星期三）9:30

报告地点：学院路校区5号楼301会议室

邀请人：王丽珍 教授（北京航空航天大学）

报告摘要：水凝胶是具有特征性亲水结构的聚合物材料，具有柔韧性、溶胀性、无毒、生物相容性、生物可降解性等特性，有望在生物医学领域得到广泛应用。然而，在实际应用中，水凝胶仍然面临一些挑战，例如存在大尺寸力学性能弱、属性难以调节以及智能化程度不高等问题，限制了水凝胶的应用推广。围绕上述问题，针对大尺寸水凝胶基复合材料，该团队提出了原位抑制增韧机理，实现了基于界面聚合机理的水凝胶自我生长特性和驱动调控，发展了液体夹杂超凝胶设计方法，实现了宽频范围下与液、固、气等多相材料声阻抗匹配，为声波调控提供了新型材料体系和设计方法。同时，面向超声医疗领域，针对超声检查过程中高曲率部位表面不贴合、气泡导致阻抗不匹配等因素导致的成像模糊、图像失真等问题，团队提出了具有优异承力性和声阻抗匹配特性的水凝胶超声导声垫层合结构设计方法，揭示了开放环境下凝胶润滑性能随时间变化的影响机理，建立了开放环境下水凝胶摩擦理论，并结合实验和分子动力学模拟等方法，分别从微观和宏观尺度分析了高分子网络孔径尺寸和水分子移动能力等因素的影响。水凝胶复合材料多尺度设计方法为凝胶功能结构设计和应用提供了理论指导。

报告人介绍：张凯，北京大学固体力学理学博士，美国麻省理工学院访问学者，教育部青年长江学者，现任北京理工大学宇航学院教授、博士生导师。聚焦重大装备减振降噪需求，在水凝胶声学、数字超材料、凝胶复合材料设计方法等方面取得重要研究成果，为复合材料、仿生材料、水声调控提供了新维度和新方法。共发表SCI论文40余篇，以一作/通讯发表在PNAS、 AM（封面论文）、 AFM（封面论文）等国际顶级期刊，同时基于军民融合战略，发展凝胶冰雪新型材料及其制冷技术，获得北京市优秀创业团队等省部级以上奖项11次，推进了凝胶产业化。