发表在《Polymer Composites》上的文章被选为Top Viewed Article
权威期刊《Polymer Composites》公布年度高影响力论文榜单,东华大学纺织学院顾伯洪和孙宝忠教授团队发表的研究论文“Compressive behaviors and deformation mechanism of carbon fiber reinforced epoxy composites: A microscopic and molecular dynamics perspective”荣膺2025年度最高浏览论文(Top viewed article),成为该领域年度备受关注的标志性成果之一(doi:10.1002/pc.29135)!论文第一作者为东华大学纺织学院博士研究生陈静静,通讯作者为东华大学纺织学院孙宝忠教授。

孙宝忠教授获评Polymer Composites期刊Top viewed article荣誉证书
研究概述

本研究聚焦于碳纤维复合材料压缩性能在纳观尺度上的力学响应和变形机制,为复合材料的分子设计和结构优化提供有价值的见解。本文采用分子动力学(Molecular dynamics)研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料在压缩过程中微观结构和微观能量的演变,分析了复合材料内部结构从弹性到塑性的转变过程。根据环氧树脂内部应力分布的不均匀性以及碳纤维-环氧界面应力的集中分布,揭示了复合材料压缩过程中环氧树脂破坏和界面分层的分子机制。

碳纤维增强环氧树脂复合材料的分子动力学模型
环氧树脂内部应力的分布是不均匀的,界面处环氧树脂的应力比上部和中部更低,这是由于界面处的应力由树脂传递至碳纤维体系中。这种应力分布的不均匀性易于形成环氧分子链的滑移,是导致树脂内部微观缺陷和裂纹产生以及扩展的原因,这进一步造成了复合材料力学性能的退化。

压缩过程中环氧树脂体系不同位置应力分布的演化
本研究在分子水平上对碳纤维增强环氧复合材料的压缩变形机制提供了新的见解。该模型的热力学和动力学信息可以作为中尺度和宏观尺度分析计算的输入数据,有助于系统性地研究和预测复合材料的多尺度力学性能和结构特征。