普渡大學(xué)復(fù)合材料設(shè)計與制造中心（cdmHUB）主辦的全球著名復(fù)合材料專家高端網(wǎng)絡(luò)講壇第十三講時間為美國東部時間2021年6月3日（星期四）上午11：00-12：00（北京時間晚上11：00-12：00）開講。這次世界著名專家高端網(wǎng)絡(luò)講壇的嘉賓都是世界復(fù)合材料領(lǐng)域的著名專家，他們努力將自己最好的研究成果分享給大家，每一講內(nèi)容都十分精彩，值得期待。歡迎大家積極參與。

為幫助國內(nèi)復(fù)合材料同仁了解這次高端講壇的內(nèi)容，分享過去50年來世界復(fù)合材料發(fā)展的海量信息，中國復(fù)合材料學(xué)會將跟蹤報道本次高端講壇，提前預(yù)告高端講壇時間，簡要介紹講壇內(nèi)容與嘉賓。請感興趣的同仁通過網(wǎng)絡(luò)講壇網(wǎng)址提前注冊報名。

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演講題目

反應(yīng)前沿控制在多功能高聚物和復(fù)合材料快速節(jié)能制造中的應(yīng)用

演講嘉賓

伊利諾伊大學(xué)香檳分校Nancy Sottos博士

美國國家工程院院士，材料科學(xué)與工程系主任

 演講內(nèi)容摘要

本次講座將講述一種新的制造平臺技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)聚合物和復(fù)合材料的近零能耗制造。該方法基于自蔓延聚合反應(yīng)的開發(fā)，它的組分分布在反應(yīng)和擴(kuò)散系統(tǒng)中。這一系統(tǒng)使用放熱釋放的熱量為反應(yīng)提供正反饋的能量，反過來， 這促進(jìn)了進(jìn)一步的放熱能量釋放，以及一個快速通過的自傳播反應(yīng)前沿材料-稱為前沿聚合的過程。采用熱活化釕催化劑對內(nèi)二環(huán)戊二烯進(jìn)行前開環(huán)易位聚合反應(yīng)，其能量密度高、反應(yīng)活性高、粘度低是合成高性能熱固性聚合物所必需的。反應(yīng)所得到的聚二環(huán)戊二烯是一種交聯(lián)熱固性聚合物，它適用于制造耐用樹脂和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。通過注入單體溶液的編織碳纖維的前開環(huán)易位聚合，能夠在不到5分鐘的時間內(nèi)制得復(fù)合材料部件。該方法制造一個30×30 cm面板固化的總能量為50 J，而傳統(tǒng)熱壓罐固化的總能量約為500 MJ，所需能量減少了7個數(shù)量級。通過調(diào)整樹脂的化學(xué)成分，可以獲得低粘度液體和獨(dú)立彈性凝膠之間的一系列流變特性——所有這些都是通過熱活化進(jìn)行前沿聚合。該凝膠可以通過從打印頭擠出并在退出噴嘴時立即前沿聚合來進(jìn)行3D打印，從而允許同時進(jìn)行自由打印和熱固性聚合物的固化。前沿聚合能夠制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、原位制造管狀網(wǎng)絡(luò)以及無縫添加功能添加劑，而這些是傳統(tǒng)加工方法無法做到的。

反應(yīng)擴(kuò)散過程是具有多種功能的，尚未開發(fā)的制造方法，為控制材料的空間特性提供了獨(dú)特的機(jī)會，通過打破對稱性可實現(xiàn)有序。Alan Turing在開創(chuàng)性的論文中提出了耦合反應(yīng)和擴(kuò)散的數(shù)學(xué)形式和方程推導(dǎo)，該論文描述了隨機(jī)波動如何從初始均勻性驅(qū)動模式和結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。受自然界中反應(yīng)擴(kuò)散系統(tǒng)的啟發(fā)，本次講座將講述一種新的制造平臺技術(shù)，該技術(shù)是基于對發(fā)生在體系中各組分反應(yīng)和擴(kuò)散的自蔓延聚合反應(yīng)的開發(fā)。該系統(tǒng)利用放熱釋放的能量為反應(yīng)提供一個正反饋，反過來，這又促進(jìn)了進(jìn)一步的放熱能量釋放，以及快速通過材料的自蔓延反應(yīng)前沿——這一過程被稱為前沿聚合。反應(yīng)波通過材料的自持續(xù)傳播帶來了制造高性能復(fù)合材料的全新方法，使用快速、節(jié)能的方法，大大降低了成本，包括熱固性聚合物和復(fù)合材料的3D打印。通過簡單的熱擾動來控制反應(yīng)波會產(chǎn)生對稱破環(huán)，從而能夠形成復(fù)雜的突發(fā)模式，并控制生長、拓?fù)浜托螤睢?/span>

Nancy Sottos博士自我介紹

Nancy Sottos是梅貝爾·利蘭·斯旺隆德基金會資助的講席教授，也是伊利諾伊大學(xué)香檳分校材料科學(xué)與工程系的系主任。她是貝克曼先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所自主材料系統(tǒng)（AMS）小組的負(fù)責(zé)人，也是BP高級材料國際中心伊利諾伊大學(xué)分部的主任。Sottos還是自主材料公司（AMI）的聯(lián)合創(chuàng)始人。受生物系統(tǒng)自主功能的啟發(fā)，Sottos團(tuán)隊開發(fā)了能夠自我修復(fù)和再生、自我報告和自我保護(hù)的聚合物和復(fù)合材料，以提高材料可靠性和延長材料壽命。她目前的研究重點(diǎn)是采用新的生物靈感以啟發(fā)制造這些復(fù)雜材料。Sottos的研究和教學(xué)獎包括ONR青年研究員獎、科學(xué)美國人的SciAm 50人獎、Heté紐約大學(xué)實驗力學(xué)最佳論文獎、實驗力學(xué)學(xué)會授予的M.M.Frocht和B.J.Lazan獎、Daniel Drucker杰出教員獎、IChemE全球研究獎和工程科學(xué)學(xué)會獎。她是美國國家工程院院士、實驗力學(xué)學(xué)會和工程科學(xué)學(xué)會會士。