A wrinkling-assisted strategy for controlled interface delamination in mechanically-guided 3D assembly

分层(地质) 材料科学 有限元法 图层(电子) 基质(水族馆) 接口(物质) 屈曲 模数 过程(计算) 复合材料 制作 3D打印 双层 可伸缩电子设备 纳米技术 结构工程 计算机科学 工程类 数码产品 地质学 毛细管数 操作系统 遗传学 替代医学 毛细管作用 俯冲 医学 构造学 古生物学 病理 生物 海洋学 电气工程
作者
Yumeng Shuai,Jianzhong Zhao,Renheng Bo,Yu Lan,Zengyao Lv,Yihui Zhang
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier BV]
卷期号:173: 105203-105203 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2023.105203
摘要

Mechanically-guided three-dimensional (3D) assembly is a recently established method for the fabrication of 3D structures and devices at micro/nanoscale. Such assembly methods typically involve a process of compressive buckling in a patterned high-modulus thin film integrated with a low-modulus elastomer substrate at selective regions. A successful assembly requires, simultaneously, a sufficiently strong interface in selective regions to stay undelaminated, and a sufficiently weak interface in remaining regions to be fully separated. However, such requirements are very challenging to meet for highly flexible 3D mesostructures or those with large-area suspended features. Here, we propose a wrinkling-assisted strategy to substantially facilitate the delamination at desired regions of the film/substrate system. An additional assisting layer is introduced such that a weaker film/assisting-layer interface replaces the original film/substrate interface, and the wrinkles formed in the assisting layer induce additional driving forces to separate the film/assisting-layer interface. An analytical model is developed to capture the delamination of the thin film from the wrinkled assisting layer, which is validated by both experiments and finite element analyses (FEA). The model shows that a combined material/geometry parameter governs the process of delamination in the bilayer film/substrate system, offering a useful design reference for the mechanically-guided 3D assembly. Furthermore, our experiments and FEA demonstrate that the wrinkling-assisted strategy can enable the assembly of highly flexible 3D mesostructures and those with large areas attached to the substrate in the initial configuration, which are particularly challenging to achieve by using previous strategies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
微血管发布了新的文献求助10
刚刚
谨慎岩发布了新的文献求助10
1秒前
梅文希发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
BTim发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
皓月当空发布了新的文献求助30
2秒前
超帅的灭龙完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
聪慧萃发布了新的文献求助10
2秒前
郭志康发布了新的文献求助20
2秒前
很好发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
清秀的发卡完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
脑洞疼应助唐唐采纳,获得10
3秒前
小猴儿完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
orixero应助sc采纳,获得10
4秒前
FashionBoy应助砂糖采纳,获得10
4秒前
fan完成签到,获得积分10
4秒前
Connie完成签到,获得积分10
5秒前
辞旧发布了新的文献求助10
5秒前
Echo完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
00001发布了新的文献求助10
6秒前
田様应助Wendy采纳,获得10
6秒前
1213发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
小巧凡梅发布了新的文献求助10
6秒前
曹文鹏完成签到,获得积分10
6秒前
Owen应助关山北采纳,获得10
6秒前
悦耳丹翠完成签到,获得积分20
7秒前
NexusExplorer应助石头长生采纳,获得10
8秒前
SciGPT应助superbread采纳,获得10
8秒前
Qawsed发布了新的文献求助10
8秒前
小胡要努力完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7657443
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9228246
关于积分的说明 19834185
捐赠科研通 7224181
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280574
关于科研通互助平台的介绍 2440708
邀请新用户注册赠送积分活动 2280407