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中科院力学研究所导师简介-赵亚溥

本站小编 Free考研考试/2020-05-23

 Ya-Pu Zhao (赵亚溥)


Professor


State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics,

Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences.

Address: No.15 Beisihuanxi Road, Beijing, 100190


Email: yzhaoATimechDOTacDOTcn



   
Research interests:

    1. Physical Mechanics: Surface forces (dispersion forces), adhesion, wetting and electrowetting in MEMS and NEMS;
     

    2. Mechanical problems in energy: Hydraulic fracture (francking); formation mechanisms, adsorption and desorption, and transportation of shale gas.


    3. Impact dynamics.

Research Interests


PART ONE: Mechanics of MEMS and Bio-MEMS

 

1.     Surface forces in MEMS and NEMS

Van der Waals force, electrostatic force, capillary force, Casimir force, etc. cannot be neglected in the design and operation of MEMS and NEMS.

       Representative papers:

(1). Guo JG and Zhao YP. Influence of van der Waals and Casimir forces on electrostatic torsional actuato actuators. Journal of Microelectromechanical Systems, 13(6):1027-1035(2004). [PDF]

(2). C.Y. Yang and Ya-Pu Zhao. Influences of hydration force and elastic strain energy on stability of solid film in very thin solid-on-liquid structure. Journal of Chemical Physics, 120(11): 5366-5376(2004). [PDF]

(3). Gen-Wei Wang, Yin Zhang, Ya-Pu Zhao and Gui-Tong Yang. Pull-in stability study of nanotubes under van der Waals forces influence. Journal of Micromechanics and Microengineering, 14: 1119-1125(2004).[PDF]

 

2.     Adhesion/stiction in MEMS and NEMS

Adhesion/Stiction is one of the most fundamental failure modes in MEMS and NEMS due to large surface-to-volume ratio.

Representative papers:

(1). Zhao YP, Wang LS and Yu TX. Mechanics of adhesion in MEMS-a review. Journal of Adhesion Science and Technology, Special Issue on Adhesion Aspects in MEMS, 17(4): 519-546 (2003). (Invited paper) [PDF] (Contents, Editorial Note, Guest Editorial of the Special Issue).

(2). Zhang LX and Zhao YP. Adhesion of rough surfaces with plastic deformation. Journal of Adhesion Science and Technology, 18 (6): 715-729 (2004).[PDF]

(3). Wei Z and Zhao YP. Adhesion elastic contact and hysteresis effect. Chinese Physics, 13(8): 1320-1325(2004).[PDF]

(4). Shi XH and Zhao YP. Comparison of various adhesion contact theories and the influence of dimensionless load parameter. Journal of Adhesion Science and Technology,18(1):55-68(2004).[PDF]

 

3.  Application of self-assembled monolayers (SAM) in MEMS

Representative papers:

      (1). Ren SL, Yang SR and Zhao YP. Preparation and tribological studies of C60 thin film chemisorbed on a functional polymer surface. Langmuir,20: 3061-3065(2004). [PDF]

      (2). Ren Sili, Yang Shengrong, Zhao Yapu. Nano-tribological Study On a Super-hydrophobic Film Formed on Rough Aluminum Substrates. Acta Mechanica Sinica, 20(2): 159-164(2004).[PDF]

      (3). S.L. Ren, S.R. Yang and Y.P. Zhao. Derivatization, characterization, and tribological behavior of an amine-terminated polymer surface. Applied Surface Science, 227: 293-299(2004).[PDF]

      (4). Ren SL, Yang SR and Zhao YP. Micro- and macro-tribological study on a self-assembled dual-layer film. Langmuir, 19: 2763-2767 (2003). [PDF]

      (5). Sili Ren, Shengrong Yang, Yapu Zhao, Tongxi Yu, Xudong Xiao. Preparation and characterization of an ultrahydrophobic surface based on a stearic acid self-assembled monolayer over polyethyleneimine thin films. Surface Science, 546: 64–74(2003).[PDF]

 

4.   Mechanical problems in MEMS design and operation; Bifurcation and chaos in MEMS and NEMS

Micromachined accelerometers, RF MEMS switches, miroflowmeters, etc. were jointly designed, fabricated and tested with some collaborators. Surface stress and residual stress are also studied.

Representative papers:

(1). Zhang Y, Ren Q and Zhao YP. Modelling analysis of surface stress on rectangular cantilever beam. Journal of Physics D: Applied Physics, 37: 2140-2145(2004). [PDF]

(2). Zhang LX and Zhao YP. Electromechanical model of RF MEMS switches. Microsystem Technologies, 9: 420-426(2003). [PDF]

(3). Qian J, Yu TX and Zhao YP. Two-dimensional stress measurement of a micromachined piezoresistive structure with micro-Raman spectroscopy. Microsystem Technologies, ( in press).

(4). Jin Qian and Ya-Pu Zhao. Materials selection in mechanical design for microsensors and microactuators. Materials & Design, 23(7): 619-625 (2002). [PDF]

       (5). Lin WH and Zhao YP. Nonlinear behavior for nanoscales electrostatic actuators with Casimir force. Chaos, Solitons & Fractals, 23: 1777–1785 (2005). [PDF]

       (6). Lin WH and Zhao YP. Dynamics behavior of nanoscale electrostatic actuators.   Chinese Physics Letters, 20(11): 2070-2073 (2003). [PDF]

 

5.  Bio-MEMS/NEMS, molecular motors

Representative papers:

(1). Quan Ren, Ya-Pu Zhao. Influence of surface stress on frequency of microcantilever-based biosensors. Microsystem Technologies, 10: 307-314 (2004). [PDF]

 

 
PART TWO: Impact Dynamics

 Similarity methods in structural impact dynamics and dynamic fracture mechanics

      Representative papers:

      Zhao YP. Suggestion of a new dimensionless number for dynamic plastic response of beams and plates. Archive of Applied Mechanics, 68(7/8): 524-538 (1998). [PDF] [评论1][评论2][评论3]

Research Projects as the Principal Investigator



(1) Outstanding Young Investigator Fund of NSFC

      Some important mechanical problems in MEMS/NEMS (2003.1 - 2006.12, grant No: 10225209)

(2) Important Research Direction Project of the CAS Knowledge Innovative Engng

      Micro System Dynamics (2002.1 - 2004.12)

(3) NSFC/RGC Joint Research Scheme

      The Scale Effects on the Behavior of Materials Used in Micro/Nano Systems (2002.1 - 2004.12)

(4) NSFC Fund (general program)

      Framework and Preliminary Experimental Verification of Plastic Strain-rate Gradient Theory (2001.1 - 2003.12)

(5) Distinguished Young Investigator Fund (B, with Dr. S. Liu, Wayne State U.)

      Mechanical Testing and CAD of Micro-electro-mechanical Systems (MEMS) (2000.1 - 2002.12)

(6) CAS “95” Key Project

      Mechanical Testing of MEMS (1999.1 - 2000.12)

(7) National “973” Project — “Integrated MOEMS”

      Sub-project: Mechanical Properties of MEMS Materials (1999.11 - 2004.11)

(8) NSFC Fund (general program)

      Dynamic Evolution of Fracture Process zone under Short-duration Impulse (1998.1 - 2000.12)

(9) CAS President Fund

      Dynamic Crack Initiation under Short-duration Impulse (1994 - 1997)



赵亚溥研究员作为项目负责人,主持的主要研究项目:

(1) 国家“973”计划项目

   微纳生物医学传感器及超敏感探测相关基础研究
   课题:微纳生物医学传感器的系统集成与优化(2007~2011, 批准号:2007CB310504)

(2) 国家自然科学基金项目

   电弹性毛细动力学的实验、理论和分子动力学模拟研究(2011.1~2013.12 批准号:11072244)

(3) 国家自然科学基金委员会重点项目(同中国科学院上海微系统所、硅酸盐所合作)

   硅基纳米结构机械加载尺度效应与表征方法研究(2010.1~2013.12 批准号:60936001)

(4) 国家“863”计划项目(同中国科学院理化技术研究所合作)

   干细胞靶向纳米夹心二氧化硅颗粒控释药物制剂的研发(2007~2010, 批准号:2007AA021803)

(5) 国家自然科学基金项目

   微生化传感器表面应力的起源及其表征(2008.1~2010.12, 批准号:10772180)

(6) 国家杰出青年科学基金后续支持,2007~2010

(7) 国家“863”计划项目(同华中科技大学合作)

   面向跨微纳尺度MEMS设计的建模仿真平台研究(2007~2009, 批准号:2007AA04Z348)

(8) 国家自然科学基金委员会“空天飞行器重大研究计划”

   空天飞行器相关微系统的动态失效模式和机理(2004.1~2006.12, 批准号:90305020)

(9) 中国科学院海外杰出学者基金

   基于碳纳米管的纳电子机械系统中的力学问题研究 (2004.1~2006.12)

(10) 国家杰出青年科学研究基金
   MEMS/NEMS中的若干重要力学问题 (2003.1 - 2006.12;批准号:10225209)

(11) 中国科学院知识创新工程重要方向项目

微系统动力学 (2002.1 - 2004.12)

(12) 国家自然科学基金委员会/香港资助局联合资助基金项目

微、纳系统中材料力学的尺度效应 (2002.1 - 2004.12)

(13) 国家自然科学基金委员会面上基金项目

塑性应变率梯度理论框架与初步实验验证 (2001.1 - 2003.12)

(14) 杰出青年基金B类(同美国Wayne州立大学刘胜博士合作)

微电子机械系统的力学测试和计算机辅助设计 (2000.1 - 2002.12)

(15) 中国科学院“九五”重点项目

MEMS的力学测试 (1999.1 - 2000.12)

(16) 国家973计划子课题

微机械材料力学行为 (1999.11 - 2004.11)

(17) 国家自然科学基金委员会面上基金项目

 短脉冲下断裂过程区的动态演化 (1998.1 - 2000.12)

(18) 中国科学院院长基金

 短脉冲下裂纹的动态起始 (1994 - 1997)

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