A instabilidade da superfície de bicamadas de filme / substrato compatíveis tem despertado interesses consideráveis ​​devido às suas amplas aplicações, como renovação de superfície orientada a rugas e anti-incrustante, metamorfose para peles de camuflagem, e controle de padronização de superfície em micro / nanoescala. Contudo, ainda é um desafio prever com precisão e rastrear continuamente as transições de bifurcação secundária na região não linear pós-flambagem. A compreensão fundamental e a previsão quantitativa da evolução morfológica e seleção de padrões são, na verdade, crucial para o uso eficaz do enrugamento como uma ferramenta para o desenho morfológico.

Recentemente, um artigo intitulado "Evoluções intrincadas de padrões pós-flambagem de múltiplos períodos em bicamadas, " publicado em CIÊNCIA CHINA Física, Mecânica e Astronomia por um grupo de mecânica de matéria mole na Universidade Fudan, relatou ricos fenômenos pós-flambagem sucessivos envolvendo transições de padrão de múltiplos períodos, com base em seus modelos de rede de bicamadas hiperelásticas.

Os pesquisadores desenvolveram modelos de rede para prever quantitativamente a evolução da morfologia da superfície não linear com múltiplas transições de modo em bicamadas hiperelásticas. Com base nesses modelos, eles revelaram um intrincado fenômeno pós-flambagem envolvendo bifurcações sucessivas:achatamento-rugas-duplicação-quadruplicação-dobra. Eles examinaram os efeitos da razão do módulo, dimensão e tipos de carregamento na formação e evolução de padrões. Com alta pré-tensão do substrato, rugas hierárquicas na forma de pacotes alternados de grandes e pequenas ondulações aparecem na bicamada com uma razão de módulo baixa na bifurcação secundária, enquanto uma transição de modo enrugada para crista ocorre com uma razão de módulo relativamente alta. Embora com uma proporção moderada de pré-compressão e módulo de substrato, a bicamada tende a evoluir para um modo de triplicar o período. Por último, eles forneceram diagramas de fase baseados nas leis constitutivas neo-Hookeanas e de Arruda-Boyce para caracterizar a influência do pré-alongamento e da razão do módulo na seleção de padrões. Ambos os modelos hiperelásticos demonstram a mesma tendência de transição de modo e formatos de deformação semelhantes em bicamadas de filme / substrato.

Este trabalho não apenas avança a compreensão fundamental das transições morfológicas não lineares de materiais de bicamada moles, mas também oferece uma maneira de prever quantitativamente e projetar superfícies localizadas ou de múltiplos períodos, que é promissor para orientar a regulação de superfície inteligente em aplicações amplas.