首期专栏反响热烈，在师生们的热烈期盼中，yl6776永利集团《科苑·星坛》第二期火热来袭！本期将带你走进张秋婷教授的学术世界，聚焦“智能软材料”的前沿探索。张老师不仅在表界面力学、仿生功能表面、智能软材料等领域成果丰硕，更带来了面向本科生的实验室小微项目，期待你加入这场从二维到三维的智能材料变形之旅，在实践中开启属于你的科研新篇章！

01  个人简介

张秋婷，博士，yl6776永利集团教授，博士生导师，国家级青年人才。本科毕业于北京理工大学机电学院，博士毕业于美国天普大学机械工程系，后于美国耶鲁大学从事博士后研究工作。主讲课程《机械原理及设计》《半导体器件物理》等。主要从事表界面力学、仿生功能表面、智能软材料等的理论和应用研究，其中包括基于薄膜失稳的多功能微纳表面制造及柔性电子材料制备、智能折纸/剪纸超材料应用于软体机器人、生物传感与贴片等领域。近年来在Nature Physics、PNAS、Adv. Funct. Mater.、JMPS等顶级学术期刊上共发表SCI论文30余篇。

02  学术成果

1)智能折纸、剪纸等可编程超材料设计

通过简单的折纸与剪纸，来实现二维和三维形变与结构重构，对柔性电子、三维结构自主装、以及智能窗等领域具有巨大潜在应用前景。探索了形状记忆聚合物薄膜通过自折叠和自发屈曲来响应外界光刺激，从而实现折纸与剪纸引导的可编程二维和三维形状变换。 

 

图1 折纸与剪纸三维智能超材料设计

2)屈曲驱动的可重构微纳表面设计及应用

系统性地研究了薄膜基底层合结构表面起皱和层间开裂的力学原理，并以此为基础开发屈曲驱动的可重构多功能微纳表面，包括极端拉伸性、超疏水性、低光学透明度、可控粘附等。

 

图2 仿生微纳功能表面制备

3)自适应共形生物传感与柔性贴片

针对复杂器官曲面共形问题，设计了多功能自适应可共形生物传感与柔性贴片，应用于心脏监测与功能修复等。在柔性电子器件设计、生物界面优化和智能医疗系统集成等方面具有巨大潜在应用。

 

图3 复杂曲面自适应共形生物贴片设计

03  项目介绍

1)项目简介

受自然生物复杂曲面三维构型的启发，如花瓣通过弯曲和卷曲实现开放与闭合，叶片通过褶皱和展开优化光合作用，海葵触手从平坦状态转变为螺旋结构以捕捉猎物。本项目拟面向智能化医疗中在具有复杂曲面上的可穿戴场景，开发具有自适应高共形可编程的按需定制智能超材料，以实现从二维到三维的可控形状转变。

2)所需能力

✨力学基本知识

✨实验操作能力

✨数据处理和分析能力

✨团队协作能力

3)相关事项

✨项目周期：3~6个月

✨所需人数：1~3名本科生

4)联系方式

✨电子邮箱：qtzhang@buaa.edu.cn

04  老师寄语

科研不仅仅是枯燥的代码和公式

而是一场星辰大海的冒险

你的好奇心

正在改变世界的形状！