清华大学航院张一慧副教授今年先后在《科学》（Science，通讯作者）和《美国科学院院报》（PNAS，第一作者）发表系列论文，报道了一种可适用于 各种高性能材料的微尺度三维结构组装方法，为先进微纳米系统的制备提供了一种重要的新途径。其中发表于《科学》的工作被选为封面论文，发表之后，很快被 《Science》、《Nature》等期刊在Perspectives或Research Highlights专栏中评述报道，同时得到Chemistry Views、IOP Physics World、Nano Today等专业机构追踪，还受到BBC、Discovery News、Fox、Yahoo News、参考消息、新华网、人民网、中国日报、科技日报等国内外重要媒体报道。

图为微型硅条带由二维变形为三维结构的动态过程。

三维微纳米结构在生物医学器件、微机电系统、光电子器件和超材料等众多科技领域具有重要而广泛的应用，一直以 来都是科技研究的焦点。现有的三维微纳米结构的制备及组装方法却较为局限，主要体现在所适用的材料种类和三维几何构型比较有限，尤其是缺乏高性能半导体材 料（譬如单晶硅）的复杂三维结构成型方法。

张一慧建立的这种微尺度三维结构组装新方法首次将可控力学屈曲引入至微尺度三维结构组装，实现了从二维微纳米 薄膜到三维细微观结构的高精度组装。该方法不仅适用于半导体、金属、聚合物、塑料等各种材料类型，而且适用于不同特征尺度下的材料组装，例如从100纳米 到30毫米。与3D打印技术相比，该方法具有适用材料范围广、成型速度快、成型过程可控性强等优势。美国治亚理工大学V.V. Tsukruk教授在《科学》同期出版的Perspectives专栏中，认为该工作“展示了一种新典范，它通过设计局部屈曲诱导功能材料迅速弹出成型复 杂三维结构。”

图为三维曲面状硅结构的组装成型过程的理论预测结果及实验结果。

该系列论文是清华大学张一慧副教授、美国西北大学黄永刚教授（清华大学短期千人教授）与伊利诺伊大学Rogers教授各研究组通力合作的研究成果。

其中发表于《科学》的工作最近入围了中国科学院和中国工程院共同主办的“2015年世界十大科技进展新闻评选”的20项候选工作。

文章链接

http://www.sciencemag.org/content/347/6218/154.short

http://www.pnas.org/content/early/2015/09/02/1515602112

清华大学航空航天学院工程力学系副教授

Email：yihuizhang@mail.tsinghua.edu.cn

个人主页：

http://www.hy.tsinghua.edu.cn/publish/hy/1734/2015/20150325084408139924950/20150325084408139924950_.html

研究领域：柔性可延展电子器件，屈曲力学及其新兴应用，智能材料与结构力学

个人简介：

张一慧，博士，清华大学航天航空学院工程力学系副教授。2011年在清华大学航天航天学院工程力学系获博士学位。2011年至2015年在美国西北大学土 木与环境工程系先后担任Postdoctoral Fellow和Research Assistant Professor。2015年入选中组部“青年千人计划”。担任《Journal of the Mechanics and Physics of Solids》，《Nano Letters》，《ASME-Journal of Applied Mechanics》，《Applied Physics Letters》，《Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences》等国际学术期刊审稿人。至今已发表SCI论文50余篇，其中在《Science》、《Nature Communications》、《JMPS》等国际期刊上以通讯作者、第一作者（及并列第一作者）发表20余篇论文。这些研究成果被BBC、NBC、 Fox、CBS、Discovery News、参考消息、新华网、人民网等国内外重要媒体报道。

研究概况：

1、发展基于力学屈曲的微尺度三维结构组装方法，建立屈曲成型的理论模型、计算方法及实验测试技术

2、发展柔性可延展电子器件及系统的力学设计新理念，建立力学分析的理论模型及计算方法

3、建立与发展铁电材料的多尺度力电耦合计算方法及断裂力学模型

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页