机械学院专栏《科苑·星坛》第八期准时启航！本期将为大家介绍袁博教授。袁老师在室温液态金属表界面行为调控、多材料复合策略及智能材料构建等方面取得了系列突破。本期将为本科生提供“适用于动态水下环境的液态金属柔性感知电路”小微项目。期待同学们加入，共同探索液态金属电路在动态水下环境中的稳定性提升策略，为柔性感知系统在复杂环境中的应用开辟新路径！

 

01个人简介：

袁博，北航机械工程及自动化学院机电工程及自动化系副教授，博士生导师。2016年本科毕业于清华大学航天航空学院工程力学系（钱学森力学班），2021年博士毕业于清华大学医学院生物医学工程系，后继续从事博士后研究，2023年11月加入北京航空航天大学机械工程及自动化学院。主要研究方向聚焦于室温液态金属与智能材料体系的交叉前沿，开展基于室温液态金属的表界面调控机理、智能材料设计策略及其在软体机器人领域应用的相关研究。相关研究成果以第一/共同第一作者在Science Advances, Advanced Functional Materials, Materials Horizons及中国工程院院刊Engineering 等期刊，其中3篇被选为期刊封面论文。相关研究成果被New Scientist、新华社及Deeptech深科技等多家国内外媒体报道，受到广泛关注。以第一发明人身份获已授权国家发明专利6项。主持国家自然科学基金青年基金及重点研发计划课题。讲授课程《柔性电子制造及智能系统》《软体机器人》。

02学术成果：

1.室温液态金属表界面行为调控及机理研究

围绕室温液态金属材料的表面张力、润湿性与粘附性等关键界面特征，系统研究其润湿、氧化及形貌演化行为，揭示其在不同外场条件下界面调控机理，实现了一种新的无需外加电/磁场即可对液态金属表面进行精准调控的方法，为可编程液态体系及与其他材料快速、稳定复合的构建奠定理论基础。

图1. 液态金属表面形态调控及液态逻辑电路构建

2.基于室温液态金属的多材料、多尺度复合策略

面向液态金属与典型功能材料体系（如金属、玻璃、有机弹性体等）间的复合难题，根据界面相互作用发展针对性复合方法，提出了一种无需外加材料或电/磁场的基于力响应的液态金属大面积快速普适化印刷方法，实现了不同种类液态金属（EGaIn、BiInSn）在润湿性极差的纸张等基底上快速、稳定的复合方法，并根据应用需求针对性构建兼具多场响应性、可重构及自修复等多种功能的智能材料体系，并实现从微观界面到宏观结构的多尺度设计策略。

 

图2. 基于力响应的液态金属大面积快速普适化印刷及应用

3.基于室温液体金属的智能材料构建及软体机器人应用

在前述研究基础上，进一步设计面向软体机器人驱动、感知与控制的智能材料体系，设计并制备了一系列具有不同功能的液态金属基复合材料，如多场响应液态金属弹性体、轻量化液态金属物质、液态金属-丝网复合材料及水激发自产热/气驱动材料并据此设计了可快速使用的智能绷带等，实现了在多种刺激条件下的刚度调控、驱动可控与自感知功能，拓展其在复杂和非结构化环境下的应用潜力。

 

图3. 基于室温液体金属的智能材料体系

03项目介绍：

1.    项目简介：

适用于动态水下环境的液态金属柔性感知电路

液态金属因其优异的导电性和柔性，在柔性电子和软体机器人中具有重要应用潜力。然而在动态水下环境中，其电路常因界面氧化、动态载荷及低温影响而导致性能衰减。本项目拟通过电路结构优化与新型复合材料设计，系统研究液态金属在低温水下的稳定性变化规律，探索提升液态金属电路耐久性和稳定性的策略，进而构建可在水下环境长期稳定运行的柔性感知电路原型。

2．所需能力：

✨电子电路、材料或力学相关知识

✨跨学科问题探索能力

✨实验操作能力

✨团队协作能力

 

3. 相关事项：

✨项目周期：3~9个月

✨所需人数：1~3名本科生

 

4. 联系方式：

电子邮箱：oboyuan@buaa.edu.cn

04老师寄语：

每个人都是独一无二的星星，坚持与热爱终将让你的光芒穿透长夜，点亮远方。