蛇形结构屈曲力学理论及电子器件应用
报告人：赵建中 博士
时间：2026年10月28日星期三12:00-13:00
地点：延长校区力学所200报告厅
主持人：马凌越博士
个人简介
2014年、2021年分别获上海大学学士、博士学位。2018年至2020年赴美国西北大学开展博士联合培养；2021年至2024年在清华大学从事博士后研究，2024年底入职上海大学力学与工程科学学院。主要研究方向包括柔性电子、可穿戴设备、三维微纳米结构制造方法等，相关工作发表在Nature BME、JMPS、AM等期刊。
摘要
蛇形条带结构广泛应用于柔性电子、生物医学工程、振动传感和天线等领域，其独特的蜿蜒设计可缓解高延展性柔性电子器件中硅、金属等材料的断裂和损伤。利用力学引导的三维组装方法，平面蛇形条带可组装为三维结构，这种从二维到三维的结构转变赋予了蛇形条带独特的应用潜力。例如，可设计与类器官、生物组织等柔性共形的超柔电子器件，使其随类器官生长而无缝集成，实现“隐形”监测；基于蛇形条带二维和三维结构具有显著不同的共振频率，可设计微振动测量系统，实现多参数解耦测量。然而，蛇形条带三维组装涉及参数多，尚缺少系统的理论模型，难以为三维蛇形条带的广泛应用提供理论支持。我们给出了扭转主导的蛇形条带弯曲刚度解析表达式；针对更具普遍性的蛇形条带，建立了面内与面外屈曲模态的判别准则；推导了蛇形条带共振频率解析公式，并通过优化设计大幅提升了单晶硅蛇形条带在自由状态及封装状态下的可拉伸性。此外，发展了一种可连续监测血压、血流速度和血液温度的无线无源植入式电子器件技术，通过合理设计和力学分析，建立了器件信号输出与血压、血流速度之间的解析关系。
