机械与材料工程专家主讲杰出讲座 论可编程变形三维介观结构和功能器件

香港理工大学高等研究院诚邀您于2024年8月8日（星期四）下午2:30至4:00（香港时间）在理大校园参加我们的杰出讲座。是次讲座由美国西北大学机械工程、土木与环境工程及材料科学与工程系Jan & Marcia Achenbach教授黄永刚主讲，讲题为「可编程变形的三维介观结构和功能器件」。

讲座：网上重温

当前，制备由数十纳米到数百微米尺度的可编程三维（3D）变形介观结构，成了急速扩展的科研领域。目标是开发相应技术，以便透过针对静态架构、动态结构和变形过程，控制材料特性和器件性能。配备响应组件的软物质，可以在不同的设计形状之间切换变形，但由于其动态变形能力有限，故此无法连续变形及成形至不同形状，以支持实际应用。目前，实现可兼容多种材料和3D几何形状的3D组装／制造技术，以及针对产品变形成型的编程，成了重大挑战。

本次讲座中，黄教授将介绍一种力学引导的组装方法，该方法通过控制屈曲，利用半导体技术，让我们可简易地将预先制备好的图案化二维（2D）微／纳米级前驱体材料，转变为复杂的3D微／纳米结构。这种方法适用于100纳米到10厘米不等的广泛材料（如半导体、聚合物、金属和陶瓷）以及异质整合材料。为了实现能进行定性形状重构的3D 介观结构，黄教授的团队设计了一套「加载路径调控策略」，该策略透过「非线性屈曲分析」，可根据弹性体在不同时间下的变形状态，改变介观结构的3D 几何形貌。他亦会介绍关于可编程变形软表面的近期科研成果，这些表面由丝状金属迹线矩阵构成，而且是基于在静磁场下电流通过时所产生的可编程、分布性电磁力而制成的。在基于求解「逆问题」的力学模型下，对象表面可以变形至各种目标3D形状和切换形状。此技术可兼容先进制造／加工技术，以及具备多种功能，可将目前多种2D微观结构制成复杂构型，为开发新型功能器件提供了崭新的设计方案。

黄永刚教授是美国西北大学机械工程、土木与环境工程、材料科学与工程系Achenbach教授。其研究领域包括可延展柔性电子器件力学，以及力学引导的确定性三维组装。他至今出版专著 2 本、发表期刊论文和书籍章节 700 余篇，其中包括《Science》发表15篇、《自然》发表7篇。他屡次于工程（2009年）、材料科学（2014年起）和物理学领域（2018年）入选「高被引学者」，并于「2024 年顶尖科学家排名」中，于机械和航空航天工程领域位列全球第四。黄教授是美国国家工程院（NAE）、美国国家科学院、美国艺术与科学院院士，以及英国皇家学会、中国科学院、欧洲和加拿大5 所学会外籍院士。他曾获多个团体颁发科研奖项，其中包括美国土木工程师学会、美国机械工程师学会（ASME）、国际理论与应用力学联合会、John Simon Guggenheim 纪念基金会、美国工程科学学会（SES）。他均获其所执教的大学颁发教学奖和本科生指导奖。2022年起，他担任《Applied Mechanics Reviews》等4本国际期刊的主编，该期刊的影响系数在2021至2023年期间，由~7跃升至14.3。他曾任SES主席（2014年）、ASME应用力学组主席（ 2019–2020年）、NAE 机械工程部选举委员会主席，并现为该部新任主席。 2024年，SES将其工程科学奖章更名为「黄永刚工程科学奖章」。

万勿错过向黄教授学习的机会！