访谈掠影
2020年9月25日下午18:30，由力学技术研究院开展的力学家访谈，在IMT办公室进行。本期访谈的嘉宾是复旦大学教授、博士生导师徐凡教授。IMT全体研究生参与了本次访谈。
力学家访谈想法源于对广大力学家致敬，本系列访谈聚焦力学方向，对各大杰出的力学家发出邀请。各力学大师，在“力学家访谈”中分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此增强学生的科研能力，迸发出激情。
本次访谈，学生主要以徐凡教授报告主题“软物质失稳力学与仿生结构设计”为采访重点。采访内容如下：
问：您在今年发表过一篇文章，文章说明了水中的荷叶为何姿态各异，这篇文章成果更是成为PRL的封面，被《自然》以研究亮点报道，对此美国斯坦福大学教授评价道：“复旦研究小组的发现反映出近年来人们对机械的作用重新产生了兴趣，而不是遗传学和生物化学结构”我们常说科学来源生活，生活中常见的事物本质上包含着科学原理，当时您是如何想到从我们常见的荷叶进行研究的？
答：
这是一个非常有趣的问题，它大概源自我两年前我在法国参观印象派画家克劳德·莫奈的作品《睡莲》，当时感觉这个作品非常美，充满了艺术感；18年回国在校园散步时，路过复旦大学曦园荷塘，无意中发现了不同荷叶边缘形貌的差异与不同，甚至同株荷叶之间也有相当的差异。荷叶虽基因相同，但形貌不同的问题，在经过进一步的深思熟虑后，我们认为这应该是一个受力学控制的问题。我们通过仿生学研究，设计理论和实验模型，通过两年时间的努力，获得了初步的结果，得到了荷叶受到力学影响的理论模型。
问：您能否简单介绍下您所研究的薄膜拉伸起皱现象中，薄膜能与弯曲能之间的非线性竞争。
答：
这是个非线性力学问题，也是我汇报的一部分重点。简单的介绍即薄膜在拉伸过程中，薄膜在整个平面由应变产生薄膜能；随着拉伸应力的增加，薄膜在拉伸到一定程度时面内弯曲与薄膜能同时产生能量变化，并形成竞争关系。两者能量分布需满足总能量最小原理，而此时面内弯曲能的产生降低了总能量的大小，因而薄膜会因面内弯曲产生褶皱现象；随着拉伸的进一步增加，此时薄膜能又占据上风，薄膜能增大，面内弯曲产生的能量减小有利于系统总能量最小，因而此时褶皱消失。这是个非常有意思的非线性力学问题，也是近十年来很有意思的研究问题，它伴随着实验的进步、软物质材料的研究以及力学的发展而出现，我们团队在这方面做了一些事情。
问：回顾本世纪初至今，薄膜拉伸失稳力学研究的进展可以分为两个阶段，前十年研究主要局限于薄膜小应变起褶现象，后十年的研究兴趣主要集中在有限应变起皱到再稳定行为，在过度拉伸时起皱消失，新的研究思路是很重要的，您目前对这类问题的研究思路及应用主要集中在哪里？
答：
我在自己的一篇综述性文章里也总结了目前大家对薄膜研究的现状情况，确实如你所说，前十年大家往往关注薄膜的小应变下屈曲褶皱分析，而后十年大家更关注小应变下的褶皱后续发展以及更大应变情况下的屈曲褶皱问题。在更大的应变情况下，现在更倾向于对材料本构关系、超弹性材料能量函数以及考虑曲面情况下的变曲率模型的研究，目前我们在关注变曲率情况下薄膜的拉伸特性。
问：智能材料作为一种新型材料，在不断的研究和开发之中，您主要从事的智能材料的力学研究，您对这方面的发展前景有何看法？
答：
对于智能材料的研究，我本人涉足不深。目前只研究过光敏液晶、热敏液晶在载荷下的失稳和褶皱现象。液晶可以做成智能多场耦合的器件，可以应用智能驱动来实现液晶的应变和转动等，这里有困难和挑战，当然也有机遇和未来。
问：研究生阶段是学生从学习向科研探究的转化过程，您目前取得如此多的成果，也在科研这条路上积累了丰富的经验，希望您能给予我们一些学习、科研上的建议？
答：
我本人也在持续探索中，心得体会就是自己要时刻保持好奇心驱动，要以兴趣为目的，保持孩童心和好奇心，并多问为什么。同时也要向大自然学习，向自然的神奇造物学习。大自然经过千百万年的进化和演变，已经形成了具体问题的最优解，这里有很多值得我们借鉴学习的内容，这也是我们做仿生学的目的所在。
采访人：宋广凯
采访稿：李 蒙
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