范德華力主導(dǎo)下仿生陣列粘附和薄膜失穩(wěn)問題的研究.pdf

1、范德華力是一種普遍存在的作用力，在許多現(xiàn)象中都起到主導(dǎo)作用。本文選取兩種典型的現(xiàn)象，即在范德華力的作用下，仿生粘附陣列發(fā)生粘附和軟彈性薄膜發(fā)生失穩(wěn)，對(duì)范德華力主導(dǎo)的力學(xué)過程進(jìn)行研究。
　　仿生粘附陣列作為一種新材料在醫(yī)療器件，可穿戴設(shè)備等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，粘附陣列受到的初始?jí)毫完嚵兄欣w維的長細(xì)比對(duì)它的拔出力影響很大。本文中用桿的基本理論給出了陣列拔出力的表達(dá)式，得到了粘附陣列與粗糙表面作用時(shí)，陣列的拔出力隨初始

2、壓力的增大先增大后保持不變的結(jié)論。同時(shí)說明了隨接觸面表面粗糙度的增大，以及陣列中纖維長細(xì)比的減小，陣列拔出力減小。
　　軟彈性薄膜在微電子元器件，生物工程等方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，范德華力對(duì)薄膜失穩(wěn)的影響不可忽略。在范德華力的影響下，一方面薄膜發(fā)生失穩(wěn)，表面不再平順，造成薄膜失效;另一方面，通過調(diào)控薄膜失穩(wěn)形貌可以在薄膜表面形成有用的圖案。文中用非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論建立了薄膜的能量表達(dá)式，給出了有預(yù)應(yīng)變的薄膜失穩(wěn)時(shí)范