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作者羚按:魏宇杰 2019-09-05 15:50 来源未:
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  以二维材料庭窖舱、细胞膜为代表的薄膜材料在生物医药态沙、先进材料以及工程领域有着广泛的应用鸵理。薄膜材料的黏附行为将影响它们的性能米斯乡。日前玩,中科院力学所侠纯、华中科技大学团队在相关研究中取得重要进展并湾。他们发现薄膜材料的黏附行为受到细胞膜表面形貌的影响筛圃痘,因此具有非常高的温度敏感性双碑舜。相关结果以"The linear-dependence of adhesion strength and adhesion range on temperature in soft membranes"为题发表于固体力学与物理杂志(Journal of the Mechanics and Physics of Solids 1322019103697)匠湘。 

  该团队通过分子尺度模拟和理论分析夹,发现软物质薄膜与基体材料的黏附行为与温度相关橇雇,这与传统的力学理论有所差异淡噶钦。薄膜材料在垂直表面方向缺少束缚结翠,因此表面存在褶皱狠挡。研究人员首先以二维材料石墨烯为研究对象叛惜,发现当薄膜与基底相互作用时屠,其表面波动的幅值与温度成正比戳蛔饺,与基底作用强度的1/2次方成反比口仇讳。这一表面形貌的变化袖,即为导致粘附行为改变的原因沤。进一步的分析发现誓烧辖,薄膜与基底材料相互作用强度与温度成线性关系卫搁。当温度升高时缄斗,表面波动更为剧烈鹤浪露,薄膜与基底材料的粘附强度减弱份贯,但相互作用范围相应增大诗蜂,如图片所示钩碘结。 

  由于细胞膜的弯曲刚度与石墨烯近似并且在对于细胞生命活动有重要意义男绒蹭,因此研究人员以细胞膜为研究对象卸皇,对该结论进行了进一步的验证弹,发现细胞膜的黏附行为依然受膜表面形貌的影响胆朝庆,表面的波动扩大了范德华力的作用范围涟肩。这样的结论对于理解细胞与外界环境相互作用的温度敏感性有重要作用殊。 

   图片说明韶卡:薄膜材料表面形貌与温度肆、基底作用强度关系示意图;薄膜的黏附行为与温度的关系损。 

  中国科学院力学研究所常正华博士为论文第一作者沙,魏宇杰研究员为通讯作者炯,通讯作者还包括华中科技大学杨荣贵教授拧凌。该项目得到国家自然科学基金(Grants NO. 11425211)巩低,中国科学院战略性先导科技专项(XDB22020200)以及中国科学院“复杂系统力学”卓越创新中心的支持特差禄,计算模拟得到中科院超级计算中心支持截。  

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