Large Deformation and Instability in Soft Active Materials

软活性材料的大变形和不稳定

基本信息

  • 批准号:
    0800161
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-07-15 至 2011-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

CMMI - 0800161 Large Deformation and Instability in Soft Active MaterialsSuo, Zhigang Harvard University Soft materials, such as elastomers and gels, can be made active in that they can greatly change shape and volume in response to diverse stimuli. For example, a dielectric elastomer may strain more than 100% under an electric field. As another example, a gel may imbibe solvent molecules and swell thousand times its initial volume. These soft active materials (SAMs) are being developed in diverse technologies, including muscle-like actuators, drug delivery, and tissue engineering. This project will formulate field theories for SAMs subject to mechanical, electrical, and chemical loads. The theories will build on principles of nonlinear continuum mechanics, electrostatics, thermodynamics and kinetics. The project will link the field theories to experimental observations and to molecular models. One conspicuous hole in the courses of mechanics and materials is the lack of a substantive coverage of soft materials. The standard fare has not gone much beyond rubber elasticity. This hole may be filled through basic research in the context of emerging technologies. The PI has begun to incorporate recent advances in the mechanics of SAMs into a graduate course. The lecture notes have been placed online, and read by many people off the campus. In addition, SAMs are enabling many significant applications. Applications such as drug delivery and tissue engineering aim to address the long term societal needs for better health care. This project will help to bring the discipline of mechanics to participate in the creation of the technologies that will enhance the quality of our lives.
CMMI - 0800161软活性材料的大变形与失稳 哈佛大学弹性体和凝胶等软材料可以具有活性,因为它们可以根据不同的刺激极大地改变形状和体积。 例如,介电弹性体可以在电场下应变超过100%。 作为另一个实例,凝胶可以吸收溶剂分子并溶胀其初始体积的数千倍。 这些软活性材料(SAM)正在开发各种技术,包括肌肉样致动器,药物输送和组织工程。 这个项目将制定领域理论的SAM受到机械,电气和化学负载。 这些理论将建立在非线性连续介质力学、静电学、热力学和动力学的基础上。 该项目将把场论与实验观察和分子模型联系起来。 力学和材料课程的一个明显漏洞是缺乏对软材料的实质性报道。 标准票价并没有超出橡胶弹性太多。 这一空白可以通过新兴技术背景下的基础研究来填补。 PI已开始将SAM力学的最新进展纳入研究生课程。 课堂讲稿已经被放到网上,很多人在校外阅读。 此外,SAM正在实现许多重要的应用。 药物输送和组织工程等应用旨在满足更好的医疗保健的长期社会需求。 这个项目将有助于使力学学科参与创造技术,提高我们的生活质量。

项目成果

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