普渡大学复合材料设计与制造中心（cdmHUB）主办的全球著名复合材料专家高端网络讲坛第十三讲时间为美国东部时间2021年6月3日（星期四）上午11：00-12：00（北京时间晚上11：00-12：00）开讲。这次世界著名专家高端网络讲坛的嘉宾都是世界复合材料领域的著名专家，他们努力将自己最好的研究成果分享给大家，每一讲内容都十分精彩，值得期待。欢迎大家积极参与。

为帮助国内复合材料同仁了解这次高端讲坛的内容，分享过去50年来世界复合材料发展的海量信息，中国复合材料学会将跟踪报道本次高端讲坛，提前预告高端讲坛时间，简要介绍讲坛内容与嘉宾。请感兴趣的同仁通过网络讲坛网址提前注册报名。

网络讲坛网址

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讲坛往期内容回看网址

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演讲题目

反应前沿控制在多功能高聚物和复合材料快速节能制造中的应用

演讲嘉宾

伊利诺伊大学香槟分校Nancy Sottos博士

美国国家工程院院士，材料科学与工程系主任

 演讲内容摘要

本次讲座将讲述一种新的制造平台技术，该技术能够实现结构聚合物和复合材料的近零能耗制造。该方法基于自蔓延聚合反应的开发，它的组分分布在反应和扩散系统中。这一系统使用放热释放的热量为反应提供正反馈的能量，反过来， 这促进了进一步的放热能量释放，以及一个快速通过的自传播反应前沿材料-称为前沿聚合的过程。采用热活化钌催化剂对内二环戊二烯进行前开环易位聚合反应，其能量密度高、反应活性高、粘度低是合成高性能热固性聚合物所必需的。反应所得到的聚二环戊二烯是一种交联热固性聚合物，它适用于制造耐用树脂和纤维增强复合材料。通过注入单体溶液的编织碳纤维的前开环易位聚合，能够在不到5分钟的时间内制得复合材料部件。该方法制造一个30×30 cm面板固化的总能量为50 J，而传统热压罐固化的总能量约为500 MJ，所需能量减少了7个数量级。通过调整树脂的化学成分，可以获得低粘度液体和独立弹性凝胶之间的一系列流变特性——所有这些都是通过热活化进行前沿聚合。该凝胶可以通过从打印头挤出并在退出喷嘴时立即前沿聚合来进行3D打印，从而允许同时进行自由打印和热固性聚合物的固化。前沿聚合能够制造复杂的结构、原位制造管状网络以及无缝添加功能添加剂，而这些是传统加工方法无法做到的。

反应扩散过程是具有多种功能的，尚未开发的制造方法，为控制材料的空间特性提供了独特的机会，通过打破对称性可实现有序。Alan Turing在开创性的论文中提出了耦合反应和扩散的数学形式和方程推导，该论文描述了随机波动如何从初始均匀性驱动模式和结构的出现。受自然界中反应扩散系统的启发，本次讲座将讲述一种新的制造平台技术，该技术是基于对发生在体系中各组分反应和扩散的自蔓延聚合反应的开发。该系统利用放热释放的能量为反应提供一个正反馈，反过来，这又促进了进一步的放热能量释放，以及快速通过材料的自蔓延反应前沿——这一过程被称为前沿聚合。反应波通过材料的自持续传播带来了制造高性能复合材料的全新方法，使用快速、节能的方法，大大降低了成本，包括热固性聚合物和复合材料的3D打印。通过简单的热扰动来控制反应波会产生对称破环，从而能够形成复杂的突发模式，并控制生长、拓扑和形状。

Nancy Sottos博士自我介绍

Nancy Sottos是梅贝尔·利兰·斯旺隆德基金会资助的讲席教授，也是伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程系的系主任。她是贝克曼先进科学技术研究所自主材料系统（AMS）小组的负责人，也是BP高级材料国际中心伊利诺伊大学分部的主任。Sottos还是自主材料公司（AMI）的联合创始人。受生物系统自主功能的启发，Sottos团队开发了能够自我修复和再生、自我报告和自我保护的聚合物和复合材料，以提高材料可靠性和延长材料寿命。她目前的研究重点是采用新的生物灵感以启发制造这些复杂材料。Sottos的研究和教学奖包括ONR青年研究员奖、科学美国人的SciAm 50人奖、Heté纽约大学实验力学最佳论文奖、实验力学学会授予的M.M.Frocht和B.J.Lazan奖、Daniel Drucker杰出教员奖、IChemE全球研究奖和工程科学学会奖。她是美国国家工程院院士、实验力学学会和工程科学学会会士。