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95后学霸情侣,不仅一起上哈佛,还一起发Nature...

中科幻彩一科学可视化大师  · 公众号  ·  · 2021-05-14 17:07

正文


假想一下,当得知自己的文章在 Nature/Science/Cell 上发表后,第一反应会是什么样?

这个95后男博士,当文章在 Nature 见刊后的第一件事,却是赶紧去虎扑给大家报喜。好家伙,喜报内容不多,但伤害性极大:

信息量还是蛮大的...

首先, 作者和女朋友都是 世界名校哈佛大学 的在读博士,而且两人都是95后,名校在读就已经让人很膜拜了;

第二, 作者竟然 和女朋友是共同一作 !这是什么神仙爱情,想想平时一起做实验,一起发nature,平时一边聊课题一边谈恋爱,科研爱情两不误,不得不说令人更加羡慕了;

此外, 作者表示,自己 “混迹虎扑多年” ,经考察他在某乎也十分活跃,所以他是什么时候做的实验什么时候看的文献?而我们平时玩手机除了傻乐实验没做文献也没看,仿佛感受到一万点暴击……

接下来我们就来看看,

这对学霸情侣究竟是搞什么的

#01

YOUTH


图1 邓 博磊 和李姝聪

这个作者叫邓博磊,现为哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学系在读博士生,作者的女朋友叫李姝聪,本科毕业于清华大学化学系,现为哈佛大学化学与生物学系在读博士生。顺蔓摸瓜,找到了他们发的那篇文章:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03404-7


他们 提出了一种只用一滴液体就能快速稳定反复可逆地改变蜂窝微结构拓扑特性,从而进一步调控材料特性的方法。 该方法是 基于界面的毛细力来调控拓扑结构。

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通常液体在蒸发时,它会在节点处形成半月牙型的气液弯界面,这个界面会产生一种毛细力。一般情况下毛细力非常弱小,不足以让材料结构发生变形。但如果结构非常柔性,就有可能被毛细力变形甚至组装。

利用这个原理, 李姝聪和邓博磊两人巧妙地设计了溶剂溶胀和蒸发在分子和微结构两个尺度上产生的耦合热力学和动力学过程,从而首次实现了系统可逆的拓扑微结构变换:

1)一方面,将液体施加到微结构上时,会在相互连接的几何结构上形成复杂的弯月面网络,从而产生以每个节点为中心的复杂局部力场。此时,液体蒸发会自然地在每个弯界面形成微小的毛细力,就如同有很多个小机器人在角上“拉扯”,从而提供了比整体力场更精细的控制水平;

2)另一方面,利用液体溶胀材料,当材料被溶胀的时候,整体的硬度就会下降很多,结构变得非常柔软。而在材料溶胀的同时,正好也是毛细力形成的时候,这样就保证了毛细力总是作用在一个已经被软化的材料上,从而保证这个毛细力足够组装新的拓扑结构。

图2. 微结构拓扑变换策略


为了验证该策略的可行性,李姝聪和邓博磊采用微结构翻模的方法,基于聚丙烯酸酯液晶弹性体,组装了一块三角形网格的蜂窝微结构(边长100微米,深70微米,图2a)。当滴加一滴丙酮溶液之后,高分子液晶弹性体材料开始溶胀软化,边长边长,结构失稳。随着溶剂的蒸发,软化的壁面被节点处产生的毛细力两两组装到一起,原本的三角形网格也被重组成了六边形网格(图3b-f)。这一变形过程只需要10秒。

图3 三角形网格组装成六边形并实现可逆变换的实验表征。

简单来说,他们提出了一种方法用一滴液体就可以改变微结构的拓扑,比如把微米尺度的三角形网格变成六边形网格;

再滴一滴不同的溶液还可以变回来;

还可以反复变来变去;

还通过调整容液配方可以变成一系列列的形状,像微型变形金刚一样。

这种微米级的结构变化可以用来改变材料的表面性质、控制和释放微粒和气泡、做信息加密等等。而且具备 稳定、简单、快速、 便捷等特点,易上手







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