通过基底图案化缺陷实现膜-基底双层褶皱前的非常规局部化与可控表面图案
软凝聚态物质
2017-04-07 v1 材料科学
摘要
介绍了一种新型双层结构，由粘附在软基底上的刚性薄膜组成，在薄膜与基底界面下方具有图案化孔洞。为了揭示表面图案的转变，对承受单轴压缩的缺陷双层进行了二维平面应变模拟。尽管基底被视为线性弹性材料，但缺陷的存在可以直接从平坦表面以相对较小的压缩应变触发局部脊状进而折叠构型的形成。随后在进一步整体压缩下出现折叠与褶皱共存的相。这种相变逆转了无缺陷基底传统的从褶皱到脊或折叠的转变。还发现初始分岔的发生高度依赖于孔洞的空间构型与几何形状，因为缺陷的相互作用允许超出褶皱的更多应变释放机制。此外，通过改变孔洞的直径、深度和间距以及压缩应变，可以获得丰富的周期性表面拓扑，包括整体波、局部化、锯齿状以及折叠与褶皱共存的特征，这为工程化各种表面图案以供应用提供了潜在方法。
引用
@article{arxiv.1703.10078,
title = {Unconventional Localization Prior to Wrinkles and Controllable Surface Patterns of Film Substrate Bilayers Through Patterned Defects in Substrate},
author = {Xiangbiao Liao and Liangliang Zhu and Hang Xiao and Junan Pan and Feng Hao and Xiaoyang Shi and Xi Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.10078},
year = {2017}
}