极端力学（extreme mechanics）和极端力学性能材料的前沿研究分享

 

最近不确定的气候变化相关问题导致所有汽车制造商都担心开发创新的复合材料来降低汽车的油耗。因此，这篇综述文章特别关注了促使几家汽车制造商进行生物复合材料研究的因素，因为生物复合材料在全球的生物降解性和可持续性方面发挥着重要作用。特别是，无纤维纳米纤维增强复合材料是当前sce-nario的主要研究热点，它可以应用于不同的汽车应用，具有许多优点和丰富的可及性。聚丙烯（PP）是汽车行业中新兴的聚合物，许多研究人员现在主要将研究重点放在聚丙烯基复合材料上，这可以为当前情况下面临的不同环境问题提供帮助，如图1所示。它还报告了不同汽车制造商在开发创新复合材料方面的最新进展，即寻找将燃料消耗降低到建议范围内的适当行动。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

固体中的瑞利-泰勒不稳定性源于引力势与弹性势的竞争和支配。我们利用离心超重力的一种新方法，系统地揭示了固体中的超重力瑞利-泰勒不稳定性现象。将水凝胶板放置在离心机中，随着离心重力的增加并超过一定阈值，其自由表面从平坦状态转变为图案化状态。实验表明，离心超重力增强了引力势，因此与地球引力相比，可能会在更薄、更轻、更硬的水凝胶板中引起不稳定性。对于更宽的几何尺寸、质量密度、弹性模量和重力加速度范围，存在无量纲临界超重力，超过该范围后屈曲模式对板的纵横比敏感。我们证明了地球引力的理论结果可以推广到具有侧向边界约束的板块的超引力情形。这些发现可能有助于更好地理解超重力下天然固体的稳定性，并可能为在工业中实现特定的制造铺平新的道路。

 

 

 

 

基于热控制断裂法的微波切割玻璃陶瓷以其比传统加工方法能耗低、效率高的优点，近年来备受关注。然而，在这一过程中，不规则的裂纹扩展是有问题的，这阻碍了这一先进技术的工业应用。本研究在实验的基础上，将不规则裂纹的传播概括为初始阶段的不稳定传播、中间阶段的偏离传播和末端段的非贯通传播。实验结果与预测结果吻合较好，在某些陶瓷的切削加工中，两者的相对偏差可小于5%。通过仿真和理论分析，揭示了斜向传播和非穿透传播的机理。由于该研究为预测微波切割陶瓷初始阶段的不稳定裂纹扩展提供了有效的方法，并了解了微波切割陶瓷整个裂纹扩展阶段的不规则扩展机制，因此对微波切割陶瓷材料的热控断裂方法的工业应用具有重要意义。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这项工作研究了由两个附着在刚性表面上的重弹性层组成的软体的形态稳定性，该软体仅受整体重力的作用。使用理论和计算工具，我们描述了不同图案的选择及其非线性演变，揭示了它们形成的弹性和几何效应之间的相互作用。与流体中类似的重力诱导的形状转变（如瑞利-泰勒不稳定性）不同，我们证明了非线性弹性效应饱和了分叉解的动态不稳定性，显示了一个丰富的形态图，其中可以出现数字化和稳定褶皱。这项工作的结果为设计具有可调形状的新型软系统提供了重要的指导，并在工程科学中有一些应用。这篇文章是“通过复杂介质中的不稳定性进行模式化：理论和应用”主题文章的一部分。

 

 

 

 

由于电子行业的快速技术发展，对电磁干扰（EMI）屏蔽的需求在过去几年中强劲增长。为了满足这些显著增加的需求，正在研究许多新的层结构材料（以及具有各种形态的其他结构），以取代传统使用的金属片来进行EMI屏蔽。碳基纳米结构及其复合材料由于其低重量、成本效益和良好的热/电性能而被用于EMI保护。聚合物也是低密度材料，具有低成本和易于加工的额外优点。将各种聚合物与不同类型的导电碳填料相结合的复合材料已被提出作为EM波吸收剂。MXene基2D层状材料在EMI屏蔽中的应用也受到了极大的关注。在这篇综述文章中，我们系统地总结了近年来设计用于微波/无线电波吸收和EMI屏蔽的材料的研究进展。本文涵盖了碳基纳米结构材料、各种聚合物、层状无机材料及其复合杂化材料。最后，简要讨论了碳、聚合物和MXene基材料未来EMI屏蔽应用的前景和突出挑战。