2019年10月13日-17日,应美国圣路易斯华盛顿大学Guy Genin教授的邀请,我校卢天健教授赴美国圣路易斯华盛顿大学参加“2019工程科学学会”。该学会以促进科学发展、学术交流、课题研究等学术性话题为主题,其参会者为科学家、教授等力学同行。
此次学术会议主要进行断裂和疲劳领域问题的讨论,卢天健教授参加大会,并作题为“改进的金属泡沫弹丸爆炸载荷模拟”的学术报告。报告从研究背景、金属泡沫弹丸设计以及复合弹模拟三个方面展开。报告指出目前我国在军用车辆及舰船防护领域均是基于单一的毁伤元进行防护结构设计,这类防护结构无法满足对爆炸冲击波与破片群联合载荷的防护需求,因此利用改进金属泡沫弹丸模拟冲击波与单个破片联合载荷,并证实了该改进方法的有效性。报告发言结束后,Guy Genin教授以及同行教授对此进行交流探讨,指出,采用复合结构、充分发挥不同材料的不同防护特性以实现对联合载荷的防护。但是,国内外目前尚无相应复合结构构型能够有效防护爆炸冲击波与破片群联合载荷。因此,开展新的防护结构设计,需从联合载荷的毁伤机理和复合结构的构型创新两个方面进行。这对于后续开展工作提供了很好的指导,同行的专家给予汇报一定的肯定。
通过五天的国际国内同行间学术会议交流,对比中国和美国两国的工程力学研究情况,体会和感悟颇多。印象深刻的有Professor Genin's,his research interests include cellular, mineral, and tissue mechanics at the tendon-to-bone interface, or "insertion." He also studies the mechanical response of the brain to skull acceleration, and aspects of cellular membrane mechanics relevant to HIV replication. 在界面生理学、生物力学等方面,GuyGenin教授也与中心展开了积极合作,并取得了很多重要的研究成果,其研究兴趣包括细胞、无机物、腱-骨界面和组织力学,以及大脑对头骨加速度的力学响应,与艾滋病毒复制相关的细胞膜力学等方面的研究。GuyGenin教授讨论和展示了肌腱和骨头之间是如何传递组织之间载荷。Genin教授和他的同事,基于他们自己的研究和领域内最新的数据和研究结果,得到了一个新的发现。在不同长度尺度上,肌腱-骨头界面粘附具有随机可变性。这种可变性允许更多的材料在整个肌腱-骨头界面粘附断裂之前断裂。不同材料之间界面处有着独特的分层过渡组织。这一新发现展现了肌腱和骨头连接处新的现象,建立了一个通过无序结合两种高度有序材料的新的组织模型,解释该处组织作为连接处如何同时兼具柔性和刚性。Genin教授和他的同事指出,如何识别和恢复该材料的韧性机制将是肌腱-骨头界面粘附修复策略的主要目标。咱们应该应用力学研究,不过在细胞、分子生物力学的前沿领域的研究应该继续保持优势。不过这也不能说明整体情况,因为本次会议规模较小,可能跟召集人的影响领域有关。本届会议的意义也体现在提供一个广泛的学术与技术交流平台,活跃学术氛围,促进学科交流,取长补短,相互学习与交流,推动我国疲劳与断裂研究领域学术与应用技术的发展与进步。
会后,卢天健教授作为中方代表之一访问了工程与应用科学学院机械工程系,参观了McKelvey School of Engineering,Genin is a faculty member in the departments of Mechanical Engineering & Materials Science and Biomedical Engineering in the McKelvey School of Engineering and the Department of Neurosurgery in the School of Medicine. 同时,GuyGenin教授与我们也有长期合作,He is the McDonnell International Scholars Academy Ambassador to Xi'an Jiaotong University in China, where he serves as the Thousand Talents Plan Professor of Life Sciences. 这次的交流探讨,为两个“力学中心”未来的国际合作确定总体框架,共同推动力学界之间的交流。在交流环节,双方就落实谅解备忘录合作要点和如何更好地推动双方的合作展开了热烈的讨论,形成了许多良好建议,摘要如下:
1.设立学术交流支持计划,推荐优秀青年学者参加课程学习。目前已经有学生与Guy Genin教授的课题组进行学习交流,攻读博士学位;
2.打造暑期学校和专题研讨会,打造一个两个“力学中心”独有的学术活动品牌;
3.共同推动与美国力学界的交流。
综上,本次学术会议将有利于把握当前断裂和疲劳领域国际发展前沿和应用需要,增强与国际国内同行间的学术交流与科研合作,拓展的国际视野具有重要意义,同时与时俱进发展我校的相关学科,希望借此能一定程度地提高我校在该领域的影响力。