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我校举办2016国际理论与应用力学联合会纳尺度物理力学研讨会

2016523-27日,在国际理论与应用力学联合会(International Union of Theoretical and applied Mechanics,缩写IUTAM)的领导和部分资助下,由机械结构力学及控制国家重点实验室、纳智能材料器件教育部重点实验室、南京航空航天大学航空宇航学院和江苏省力学学会联合主办的2016国际理论与应用力学联合会纳尺度物理力学研讨会(2016 IUTAM Symposium on Nanoscale Physical Mechanics)在南京航空航天大学举行。国际理论与应用力学联合会成立于1946年,经过多年发展,已成为力学学科领域最具学术权威的国际学术组织。在IUTAM的组织下,每年都会召开与力学相关的若干个研讨会,本次纳尺度物理力学研讨会即为其中之一。会议主席郭万林教授主持了会议的开幕式,南京航空航天大学校长聂宏教授致欢迎辞,中国科学院院士、全国人大代表、国家自然科学基金委员会主任、IUTAM理事、中国力学学会理事长杨卫教授代表国家自然科学基金委员会、IUTAM理事会、中国力学学会对会议的举行表示祝贺并致辞,William Curtin教授代表IUTAM学术委员会致辞,中国科学院院士、南京航空航天大学副校长宣益民教授、江苏省力学学会常务副秘书长邬萱出席了开幕式。在开幕式上,南京航空航天大学艺术学院的艺术家们用高山流水等乐舞演绎了会议的主题:时空能量尺度关联。

本次会议邀请了中国科学院院士杨卫教授、挪威科学院院士张志良教授、瑞士洛桑联邦理工学院力学工程系主任William Curtin教授、美国莱斯大学材料科学和纳米工程系的Boris Yakobson教授做了大会报告。杨卫教授做了名为“stacking fault interaction in TWIP Steel via Meat-Atom MD simulation”的大会报告,针对传统分子动力学难以模拟复杂合金的问题,他们提出在内嵌原子势框架下用介原子(meta atom)来替代真实的不同种类的原子构造介原子分子动力学,并通过杨氏模量,表面能等参数来确定介原子之间的相互作用势,用于揭示了孪晶钢中的层错相互作用和演化动力学机制。张志良教授做了题为“Molecular origins of the mechanical instability of gas hydrates as a material”的大会报告,介绍了直接用分子动力学模拟单晶和多晶甲烷水合物在力学载荷作用下的材料不稳定性,并在分子水平上观察到天然气水合物的不稳定机制造成的变形超出了传统的热力学不稳定。Curtin教授做了题为“Mechanics Controls Catalysis (Sometimes)”的大会报告,他提出拓展力学工具到包括量子力学到连续介质力学的X-力学(X-Mechanics)解决更多Y-力学应用问题(Y-Mechanics, 包括生物力学、化学力学、电子力学等等)的思想,进一步拓展力学方法和应用范围;并介绍了他们基于第一原理计算发现施加机械应变可以改变表面台阶上的化学吸附作用能,从而改变催化活性的新进展,展示了催化力学或力致催化的重要意义。Yakobson教授做了题为“Mechanics of materials creation: nanotubes, graphene, carbyne, …”的大会报告,用物理力学方法深入浅出地解释了碳管生长的多种机制,也生动地介绍了他们在石墨烯力学和硼烯理论研究的新进展,展示了把繁多的实验影响因素参数化、破开现象见本质的研究趣味。

会议邀请了24位本领域的著名中青年学者做了邀请报告:匹兹堡大学的Scott Mao教授做了题为“In situ molecular dynamics on deformation in angstrom twins”的报告,中科院力学所的魏宇杰研究员做了题为“Correlation of the mechanical properties of metallic glasses with shear banding characteristics”的报告,清华大学的郑泉水教授做了题为“Accurate measurement of the cleavage energy of graphite”的报告,新竹交通大学的Wenbin Jian教授做了题为“Nanocontact Disorder in InP Nanowire Devices for The Enhancement of Visible-Light and Oxygen-Gas Sensitivity”的报告,牛津大学的Felix Hofmann教授做了题为“Tungsten armour for fusion reactors: Helium ion implantation damage and its effect on material properties”的报告,北京大学的段慧玲教授做了题为“Submerged Superhydrophobic Micro/nanostructures: Fundamentals and Application”的报告,挪威科技大学的Jianying He教授做了题为“Electromechanics of metal coated polymer particles”的报告,西安交通大学的王刚峰教授做了题为“Surface Tension in Contact Problems”的报告,新加坡高性能计算研究所的Yongwei Zhang教授做了题为“Deformation and Failure Behavior of Nanowires and Nanolattices”的报告,德国马格德堡大学的Holm Altenbach教授做了题为“On the elastic plates and shells with residual surface stresses”的报告,佐治亚理工学院的Ting Zhu教授做了题为“In Situ Nanomechanics”的报告,美国德克萨斯大学奥斯丁分校的Rui Huang教授做了题为“Thermal Rippling of Graphene and Entropic Effects”的报告,中科院力学所的赵亚溥教授做了题为“Physical mechanics studies of desorption and displacement of shale gas”的报告,美国南卫理公会大学的Xinlin Gao教授做了题为“A non-classical Mindlin plate model incorporating microstructure, surface energy and foundation effects”的报告,昆士兰大学的Liangzhi Kou教授做了题为“Anisotropic behavior in phosphorene and vdWs 2D topological insulators”的报告,德国弗里茨哈伯研究所的Alexandre Tkatchenko教授做了题为“Non-Covalent van der Waals Interactions at the Nanoscale: A Solved Problem?”的报告,昆士兰大学的Yuantong Gu教授做了题为“Mechanical Characteristics of Layered Sodium Titanate Nanowire”的报告,南洋理工大学的Changqing Sun教授做了题为“Hydrogen Bond (O:H-O) Mechanics”的报告,湘潭大学的蒋丽梅博士代表周益春教授做了题为“Flexoelectric effects around ferroelastic domain wall”的报告,德国马格德堡大学的Lidiia Nazarenko教授做了题为“A definition of equivalent inhomogeneity applicable to various interphase models and various shapes of reinforcement”的报告,浙江大学的曲绍兴教授做了题为“Non-localized deformation in metallic glasses with pre-existing shear bands”的报告,特拉维夫大学的Dov Sherman教授做了题为“A new paradigm for crack dynamics-low energy crack propagation in brittle crystals”的报告,香港科技大学的Ning Wang教授做了题为“Piezotronic effects on the electromechanical properties of ZnO nanowires”的报告,悉尼大学的Xiaozhou Liao教授做了题为“In-situ straining transmission electron microscopy investigation of the mechanical properties of nanomaterials”的报告。每个报告都引起了热烈的讨论。

本次会议特别在首日举办了优秀青年专场报告,邀请了国内外9位优秀青年学者做了邀请报告。清华大学徐志平教授的报告题目为“Mechanics of 2D Materials: Topological and Geometrical Effects”,上海大学江进武教授的报告题目为“Theoretical Investigation for Nanomaterials with Negative Poisson's Ratio”,国家纳米科学中心施兴华研究员的报告题目为“The Mechanics of Target Drug Delivery”麻省理工学院Luda Wang博士的报告题目为“Ultra-High Burst Strength of CVD Graphene Membranes”,清华大学李晓雁教授的报告题目为“Co-deformation mechanisms in crystalline-amorphous nanolaminates”,挪威科技大学Senbo Xiao博士的报告题目为“Probing Nanoscale Ice Detaching Mechanics using Molecular Dynamics Simulations”,中国科学技术大学倪勇教授的报告题目为“Two-phase lithiation coupled to stress in spherical nanoparticles: nonlinear kinetics, size effect and design strategy”,清华大学李群仰教授的报告题目为“Nano-scale wear resistance of graphene: interior vs. edge”,浙江大学王宏涛教授的报告题目为“Design of Structural Materials from the View of Micro- and Nanomechicanics”。这些报告引起了与会学者,尤其是资深学者的一致赞赏,展现了青年一代科学家在纳尺度物理力学领域的创新活力,展现了力学发展充满希望的前景。

此外,青年师生们张贴了19个学术海报。与会专家们专注地阅览了各个海报,与展示者进行了热烈的讨论。其中纳智能材料器件重点实验室的殷俊博士关于石墨烯波动势和拽势的学术海报,以及上海交通大学李寅峰博士的关于石墨烯氮化硼面内异质节晶界的力学性能的学术海报获评优秀。

本次会议吸引了来自英、法、美、德、中等11个国家和地区的近百位专家学者和科研人员参加。会议的主要内容包括5个方面:1)纳米材料的力学性质,2)纳米器件和生物系统中的物理力学问题,3)实验纳米力学,4)纳米器件的表界面力学,5)多尺度理论与计算。此次会议不仅展示了这些领域的世界最前沿的研究进展,与会专家还共同探讨了纳尺度物理力学领域当今面临的挑战性问题,不断有思想火花的碰撞,不时有新的想法产生出来。

在会议的讨论环节,郭万林教授讲述了举办本次会议的学术思想——时空能量尺度关联,随着空间尺度向纳米、分子尺度深入,时间尺度也进入纳秒至飞秒范围,更为重要的是系统的能量由宏观尺度的焦耳量级锐减18个量级到纳米尺度的安焦量级。在这一尺度,力、电、磁、光、热等外场作用能与物质的由电子结构、电荷、分子轨道和电子自旋态构成的局域场的能量处于同一量级,纳尺度局域场与外场的多场耦合普遍而强烈。研究这种纳尺度多场耦合,必须将传统力学、分子力学与反映局域场的量子力学相结合,建立和发展纳尺度物理力学,为纳米功能材料和器件研究提供科学基础。这将成为纳米科技时代科学发现和技术创新的源泉。最后,William Curtin教授盛赞了本次会议的成功举办,称会议搭建了一个纳米材料力学性能和纳米器件制造的高端交流平台,推动了纳米科技和纳尺度物理力学的发展。

本次会议还得到了中国力学学会、北京国际力学中心、中科曙光等单位的支持。