方岱寧,中國科學院院士、美國工程院外籍院士，中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,材料與結(jié)構(gòu)力學領(lǐng)域?qū)＜?，北京理工大學教授、校學術(shù)委員會主任、先進結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院名譽院長兼首席科學家，深圳北理莫斯科大學名譽校長。

方岱寧主要從事先進材料與結(jié)構(gòu)力學理論、計算與實驗方法研究，拓展了鐵電/鐵磁材料宏微觀變形與斷裂理論，發(fā)展了先進材料與結(jié)構(gòu)力電磁熱多場多尺度計算力學方法與設計制備方法，發(fā)展了先進材料多場多軸加載和測試技術(shù)與實驗方法，突破了系列熱/力/氧耦合環(huán)境下材料性能測試技術(shù)，自主研制了一系列超高溫測試儀器，填補了國內(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，被廣泛應用于人造肌肉、軟驅(qū)動器、和柔性機器人等領(lǐng)域。但是由于其較高的驅(qū)動溫度(通常在60°C以上)和較低的雙向驅(qū)動性能(通常低于10%的驅(qū)動應變)，導致該材料很少開發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)品。

方岱寧與清華大學的張一慧教授等科研人員開發(fā)了獨特的液晶彈性體超材料的機械制導設計和制造方案。他們開發(fā)的LCE超材料可以獲得前所未有的雙軸驅(qū)動應變(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，促進皮膚再生，有效避免瘢痕和瘢痕疙瘩的形成。

從運用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，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體，使計算機上的藍圖快速變成實物的技術(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、機器人等領(lǐng)域都有著重要應用，而為了獲得獨特的可重構(gòu)特征，折紙結(jié)構(gòu)的多穩(wěn)態(tài)特性成為科學工程界的研究熱點。方岱寧團隊利用經(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“D”也就是時間維度，它是一種將設計內(nèi)置到物料當中后，隨著時間的推移可以自動變形的材料，它能夠創(chuàng)造出有智慧、有適應能力的新事物，徹底改變傳統(tǒng)的工業(yè)打印。不過目前該技術(shù)因難以制備出兼具復雜變形能力和優(yōu)異力學性能的結(jié)構(gòu)，所以在工程應用領(lǐng)域的發(fā)展受到嚴重制約。

方岱寧團隊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，一旦充氣便能自動變成目標三維復雜曲面的創(chuàng)新構(gòu)型。

方岱寧表示，通過先進結(jié)構(gòu)技術(shù)研究，能夠突破軍民高端裝備的棘手設計面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題，實現(xiàn)先進結(jié)構(gòu)新設計原理、制造實現(xiàn)技術(shù)、實驗表征評價技術(shù)的融合創(chuàng)新和顛覆性突破。（康文穎）

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方岱寧院士簡介

方岱寧,中國科學院院士、美國工程院外籍院士，中科智庫首批入庫專家兼審核委員會委員,材料與結(jié)構(gòu)力學領(lǐng)域?qū)＜?，北京理工大學教授、校學術(shù)委員會主任、先進結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院名譽院長兼首席科學家，深圳北理莫斯科大學名譽校長。

方岱寧主要從事先進材料與結(jié)構(gòu)力學理論、計算與實驗方法研究。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計中獲得應用。發(fā)展了先進材料與結(jié)構(gòu)力電磁熱多場多尺度計算力學方法與設計制備方法，研究成果在國際首顆增材制造衛(wèi)星點陣主承力結(jié)構(gòu)、國內(nèi)首例軌道交通裝備主承力異型復合材料懸浮架結(jié)構(gòu)等高端裝備結(jié)構(gòu)中獲得應用。發(fā)展了先進材料多場多軸加載和測試技術(shù)與實驗方法，突破了系列熱/力/氧耦合環(huán)境下材料性能測試技術(shù)，自主研制了一系列超高溫測試儀器，填補了國內(nèi)空白，成為我國航天超高溫力學性能測試的主要平臺之一，支撐了航天返回艙、重點型號飛行器等國防重大裝備研制。

獲國家自然科學二等獎2項，教育部“高等學校自然科學獎”一等獎3項、技術(shù)發(fā)明一等獎2項，并獲得何梁何利科技進步獎、周培源力學獎、徐芝綸力學一等獎，以及國際計算方法大會最高金質(zhì)獎章等。