本课题组博士研究生林元菲等在李良彬研究员的指导下，在研究半晶高分子基本结构单元——片晶簇的形变机理过程中，借鉴了其他软-硬片层复合材料的形变模型，通过理论计算和实验结果对比，提出片晶簇的微屈曲不稳定性模型作为一种可能的形变方式，在一定温度范围内（小于Tα）可以触发半晶高分子材料中片晶簇的初始非线性力学不稳定性。相关研究工作已发表于Polymer杂志上(Polymer 154 (2018) 48–54)。
本工作基于一个三相结构模型，采用线性稳定性分析方法推导出半晶高分子材料发生微屈曲的临界应变的表达式。微屈曲行为的发生主要来源于片晶和其他两种无定形层的强度和泊松比的差异。通过和在线SAXS实验测得的实验临界应变进行对比，发现理论值和实验值在Tα温度以下几乎是相等的，这和观察到硬弹性iPP薄膜取向片晶晶体的形变在这段温度范围内是弹性的是相符合的。这说明片晶簇的确有可能选择弹性的微屈曲作为触发非线性力学不稳定性的形变方式。因此，尽管由于复杂的应力条件和多尺度多层次结构的干扰，研究者们很少在球晶体系中观察到微屈曲，弹性的微屈曲行为仍然很可能是半晶高分子材料在α松弛温度以下形变时的另一种可能的本征形变机理。
以上研究工作得到国家自然科学基金（51633009）和科技部国家重点研发任务（2016YFB0302501）的资助。特别感谢中国科大倪勇教授的帮助。
相关链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386118308085
屈曲发生的实验和理论临界应变随形变温度变化趋势图