Oppervlakte-instabiliteit van compliant film/substraat dubbellagen heeft aanzienlijke belangstelling gewekt vanwege de brede toepassingen zoals rimpel-gedreven oppervlaktevernieuwing en antifouling, shape-morphing voor het camoufleren van huiden, en controle van oppervlaktepatronen op micro-/nanoschaal. Echter, het is nog steeds een uitdaging om secundaire bifurcatieovergangen in het niet-lineaire post-knikgebied nauwkeurig te voorspellen en continu te volgen. Fundamenteel begrip en kwantitatieve voorspelling van morfologische evolutie en patroonselectie zijn, in feite, cruciaal voor het effectieve gebruik van rimpels als hulpmiddel voor morfologisch ontwerp.

De laatste tijd, een artikel getiteld "Ingewikkelde evoluties van patronen na knikken in meerdere perioden in dubbellagen, " gepubliceerd in WETENSCHAP CHINA Natuurkunde, Mechanica en astronomie door een groep zachte materiemechanica aan de Fudan University, heeft rijke opeenvolgende post-knikverschijnselen gemeld met betrekking tot patroonovergangen in meerdere perioden, gebaseerd op hun roostermodellen van hyperelastische dubbellagen.

Onderzoekers hebben roostermodellen ontwikkeld om de niet-lineaire oppervlaktemorfologie-evolutie kwantitatief te voorspellen met meervoudige modusovergangen in hyperelasrische dubbellagen. Op basis van deze modellen, ze hebben een ingewikkeld fenomeen na het knikken onthuld met opeenvolgende vertakkingen:platte-rimpel-verdubbeling-viervoudige-vouw. Ze hebben de effecten van de modulusverhouding onderzocht, dimensie en belastingstypes op patroonvorming en evolutie. Met hoge ondergrondvoorspanning, hiërarchische rimpels in de vorm van afwisselende pakketten van grote en kleine golvingen verschijnen in de dubbellaag met een lage modulusverhouding bij de secundaire splitsing, terwijl een overgang van rimpel-naar-rug-modus optreedt met een relatief hoge modulusverhouding. Terwijl met een gematigde substraatvoorcompressie en modulusverhouding, de dubbellaag heeft de neiging om te evolueren naar een periode-verdrievoudiging-modus. als laatste, ze hebben fasediagrammen geleverd op basis van neo-Hookean en Arruda-Boyce constitutieve wetten om de invloed van pre-stretch en modulusverhouding op patroonselectie te karakteriseren. Beide hyperelastische modellen vertonen dezelfde trend van modusovergang en vergelijkbare vervormingsvormen in film/substraat dubbellagen.

Dit werk bevordert niet alleen het fundamentele begrip van niet-lineaire morfologische overgangen van zachte dubbellaagse materialen, maar geeft ook een manier om oppervlakken met meerdere perioden of gelokaliseerde oppervlakken kwantitatief te voorspellen en te ontwerpen, die veelbelovend is om slimme oppervlakteregulering in brede toepassingen te begeleiden.