范德華力主導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)，對范德華力主導的力學過程進行研究。
　　仿生粘附陣列作為一種新材料在醫(yī)療器件，可穿戴設備等方面有著廣泛的應用前景。實驗中發(fā)現(xiàn)，粘附陣列受到的初始壓力和陣列中纖維的長細比對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式，得到了粘附陣列與粗糙表面作用時，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。同時說明了隨接觸面表面粗糙度的增大，以及陣列中纖維長細比的減小，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)有了廣泛的應用。實驗中發(fā)現(xiàn)，范德華力對薄膜失穩(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)力學理論建立了薄膜的能量表達式，給出了有預應變的薄膜失穩(wěn)時范