方岱寧,中國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)工程院外籍院士，中科智庫(kù)首批入庫(kù)專家兼審核委員會(huì)委員,材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域?qū)＜遥本├砉ご髮W(xué)教授、校學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)兼首席科學(xué)家，深圳北理莫斯科大學(xué)名譽(yù)校長(zhǎng)。

方岱寧主要從事先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)理論、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)方法研究，拓展了鐵電/鐵磁材料宏微觀變形與斷裂理論，發(fā)展了先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)力電磁熱多場(chǎng)多尺度計(jì)算力學(xué)方法與設(shè)計(jì)制備方法，發(fā)展了先進(jìn)材料多場(chǎng)多軸加載和測(cè)試技術(shù)與實(shí)驗(yàn)方法，突破了系列熱/力/氧耦合環(huán)境下材料性能測(cè)試技術(shù)，自主研制了一系列超高溫測(cè)試儀器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

瘢痕和瘢痕疙瘩患者的福音

液晶彈性體（LCE）是一種能夠?qū)?光刺激產(chǎn)生大的、可逆的形狀變化的軟活性材料，被廣泛應(yīng)用于人造肌肉、軟驅(qū)動(dòng)器、和柔性機(jī)器人等領(lǐng)域。但是由于其較高的驅(qū)動(dòng)溫度(通常在60°C以上)和較低的雙向驅(qū)動(dòng)性能(通常低于10%的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變)，導(dǎo)致該材料很少開(kāi)發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)品。

方岱寧與清華大學(xué)的張一慧教授等科研人員開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的液晶彈性體超材料的機(jī)械制導(dǎo)設(shè)計(jì)和制造方案。他們開(kāi)發(fā)的LCE超材料可以獲得前所未有的雙軸驅(qū)動(dòng)應(yīng)變(53%)和雙向熱膨脹系數(shù)(33125 ppm K1)，將其與醫(yī)用敷料相結(jié)合，可以開(kāi)發(fā)一種生物相容性、透氣性、可收縮、止血的貼片。該貼片作為一種非侵入性治療手段，可以解決傳統(tǒng)方法的局限性，促進(jìn)皮膚再生，有效避免瘢痕和瘢痕疙瘩的形成。

從運(yùn)用3D打印到提出新型4D打印

3D打印又稱增材制造，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體，使計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖快速變成實(shí)物的技術(shù)。方岱寧就利用3D打印技術(shù)展示了一種三穩(wěn)態(tài)折紙結(jié)構(gòu)。

折紙結(jié)構(gòu)在超材料、機(jī)器人等領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用，而為了獲得獨(dú)特的可重構(gòu)特征，折紙結(jié)構(gòu)的多穩(wěn)態(tài)特性成為科學(xué)工程界的研究熱點(diǎn)。方岱寧團(tuán)隊(duì)利用經(jīng)典的Square-Twist折紙結(jié)構(gòu)展示了一種多材料3D打印的三穩(wěn)態(tài)折紙結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有利于提高信道容量和通信可靠性，在5G的關(guān)鍵技術(shù)大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)中有著潛在應(yīng)用。此外，方岱寧不僅使用3D技術(shù)展現(xiàn)結(jié)構(gòu)，還從結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了新型4D打印方法。

4D打印比3D打印多了一個(gè)“D”也就是時(shí)間維度，它是一種將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中后，隨著時(shí)間的推移可以自動(dòng)變形的材料，它能夠創(chuàng)造出有智慧、有適應(yīng)能力的新事物，徹底改變傳統(tǒng)的工業(yè)打印。不過(guò)目前該技術(shù)因難以制備出兼具復(fù)雜變形能力和優(yōu)異力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)，所以在工程應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展受到嚴(yán)重制約。

方岱寧團(tuán)隊(duì)與佐治亞理工齊航教授課題組合作，基于異質(zhì)材料組成的空腔結(jié)構(gòu)在充氣載荷作用下發(fā)生不均勻鼓脹的原理，提出了一種氣動(dòng)多材料4D打印策略。這種新型4D打印方法不僅能夠制造含有復(fù)雜三維構(gòu)型的結(jié)構(gòu)，而且能夠制備初始具有平坦表面，一旦充氣便能自動(dòng)變成目標(biāo)三維復(fù)雜曲面的創(chuàng)新構(gòu)型。

方岱寧表示，通過(guò)先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究，能夠突破軍民高端裝備的棘手設(shè)計(jì)面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)原理、制造實(shí)現(xiàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)表征評(píng)價(jià)技術(shù)的融合創(chuàng)新和顛覆性突破。（康文穎）

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方岱寧院士簡(jiǎn)介

方岱寧,中國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)工程院外籍院士，中科智庫(kù)首批入庫(kù)專家兼審核委員會(huì)委員,材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域?qū)＜遥本├砉ご髮W(xué)教授、校學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)兼首席科學(xué)家，深圳北理莫斯科大學(xué)名譽(yù)校長(zhǎng)。

方岱寧主要從事先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)理論、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)方法研究。拓展了鐵電/鐵磁材料宏微觀變形與斷裂理論，在有限元分析與器件設(shè)計(jì)中獲得應(yīng)用。發(fā)展了先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)力電磁熱多場(chǎng)多尺度計(jì)算力學(xué)方法與設(shè)計(jì)制備方法，研究成果在國(guó)際首顆增材制造衛(wèi)星點(diǎn)陣主承力結(jié)構(gòu)、國(guó)內(nèi)首例軌道交通裝備主承力異型復(fù)合材料懸浮架結(jié)構(gòu)等高端裝備結(jié)構(gòu)中獲得應(yīng)用。發(fā)展了先進(jìn)材料多場(chǎng)多軸加載和測(cè)試技術(shù)與實(shí)驗(yàn)方法，突破了系列熱/力/氧耦合環(huán)境下材料性能測(cè)試技術(shù)，自主研制了一系列超高溫測(cè)試儀器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，成為我國(guó)航天超高溫力學(xué)性能測(cè)試的主要平臺(tái)之一，支撐了航天返回艙、重點(diǎn)型號(hào)飛行器等國(guó)防重大裝備研制。

獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，教育部“高等學(xué)校自然科學(xué)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，并獲得何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)、周培源力學(xué)獎(jiǎng)、徐芝綸力學(xué)一等獎(jiǎng)，以及國(guó)際計(jì)算方法大會(huì)最高金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌取?/p>