H指数128，发遍Nature/Science，这位两院院士把一件事做到极致！

小奇

2020-11-30

上一期，奇物论通过代表作形式带大家认识了下哈佛大学的赵选贺教授的工作，现在，咱们来介绍下赵选贺的老师——国际材料力学大牛、哈佛大学教授、美国国家工程院院士、美国国家科学院院士锁志刚教授。

锁志刚教授的研究集中于材料和结构的机械性能。基本过程包括由各种热力学力（例如应力，电场，电子风，化学势）驱动的断裂，变形，极化和扩散。应用涉及微电子，大面积电子，软材料，活性材料和锂离子电池等领域。目前已在Nature，Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Science Robotics等期刊发表440多篇论文。H指数达128。

下面，奇物论编辑部对锁志刚教授近年来作为通讯作者以及参与的发表在Nature、Science期刊上的论文进行简要概述，供大家学习和交流~

首先，咱们来看看锁志刚教授今年发表的一篇Science。介绍的是开发了一种离子弹性材料用于电子器件！

我们知道，可穿戴设备通常需要柔软或柔韧性，理想情况下，这些属性应超出包装材料的范围，还应扩展到电子设备。柔性离子导体已使可拉伸且透明的设备成为可能，但是此类设备中的液体往往会泄漏和蒸发。

于此，美国马萨诸塞大学Ryan C. Hayward教授和哈佛大学锁志刚院士等人演示了利用离子双层来矫正和切换离子电流的离子弹性体二极管和晶体管。通过将阴离子或阳离子固定在弹性体网络上而其他种类的离子仍保持活动状态，可以在不捕集液体的情况下实现这一目标。

Hyeong Jun Kim, et al., Ionoelastomer junctions between polymer networks of fixed anions and cations. Science 2020.

DOI: 10.1126/science.aay8467

在2017年的一篇Science，锁志刚作为作者之一，开发了一种适用于各种潮湿表面的坚韧粘合剂。

组织粘合剂可用作缝线或订书钉的替代品，并且对健康组织的损害较小。但是它们可能遭受生物相容性低和机械特性与组织的不良匹配的困扰。哈佛大学的研究人员将胶粘剂表面与柔性基质结合在一起，以开发出一种胶粘剂，该胶粘剂具有适当的粘水平，但会随周围组织移动。该粘合剂在有血液的情况下也有效，因此可能在伤口修复期间起作用。

J. Li, et al., Tough adhesives for diverse wet surfaces. Science 2017.

DOI: 10.1126/science.aah6362

同样，在2015年的一篇Science，锁志刚院士也是以作者之一，开发了一种用于长期多模式神经接口的电子硬脑膜

当将一种材料植入体内时，它不仅需要正确的功能特性，而且还需要具有与天然组织或器官相匹配的机械特性。如果材料太软，则会机械降解，如果太硬，则可能会被疤痕组织覆盖或损坏周围的组织。ETH的Minev等人从透明的有机硅基材开始，图案化微流体通道以允许药物输送，并使用了柔软的铂/硅电极和可拉伸的金互连件来传输电激发和传递电生理信号。在脊髓植入物的测试中，软神经植入物显示出中枢神经系统内的生物整合和功能性。

Ivan R. Minev, et al., Electronic dura mater for long-term multimodal neural interfaces. Science 2015.

DOI: 10.1126/science.1260318

在2013年，锁志刚院士课题组在Science论文中展示了一种可拉伸的透明离子导体

可以通过使电导体更具可拉伸性或通过将电导体添加到可拉伸材料中来制造一系列可拉伸的导电材料。哈佛大学锁志刚等人增加了基于水凝胶材料的替代性可拉伸离子导体的可能性，该导体用于制造可变形设备，该设备对可见光谱的光完全透明，并且可以承受高压和高频。

Christoph Keplinger, et al., Stretchable, Transparent, Ionic Conductors. Science 2013.

DOI: 10.1126/science.1240228

在2012年发表在Nature上的论文中，锁志刚院士课题组开发了一种高度可拉伸且坚韧的水凝胶

该课题组报告了一种由形成离子和共价交联的双网络聚合物合成水凝胶。尽管这类凝胶含有约90％的水，但它们的拉伸强度可以超过其初始长度的20倍，这些材料的断裂能非常高：即使含有通常会引发水凝胶裂纹形成的缺陷，它们的拉伸强度也可以超过自身长度的17倍。

凝胶的韧性归因于两种机理的协同作用：通过共价交联网络形成的裂缝桥接，以及通过解离离子交联网络而产生的滞后现象。这些凝胶可作为模型系统，探索变形和能量耗散的机理，并扩大水凝胶的应用范围。

Sun, JY., et al. Highly stretchable and tough hydrogels. Nature 489, 133–136 (2012).

https://doi.org/10.1038/nature11409

个人简介

锁志刚，1987年获得美国哈佛大学硕士学位；1989年获得哈佛大学博士学位后进入美国加州大学圣巴拉拉分校任教，先后担任助理教授、副教授、终身教授；1997年在美国普林斯顿大学任终身教授；2003年7月任美国哈佛大学终身教授。

现任ASME J Electronic Packaging副主编、J Applied Mechanics 等期刊编委、ASME电子材料委员会主席等多个学术职务，发起和组织了多个国际学术会议，作了百余次国际学术大会邀请报告和学术讲座。先后当选为美国国家工程院院士、 美国国家科学院院士。

值得注意的是，锁志刚院士与Teng Li共同创立了iMechanica网站，这是属于力学和力学家的网站。地址：https://imechanica.org/