Ytans instabilitet hos kompatibla film-/substrat-dubbelskikt har väckt stora intressen på grund av dess breda applikationer som rynkdriven ytförnyelse och antifouling, form-morphing för kamouflerande skinn, och mikro/nano-skala ytmönsterkontroll. Dock, det är fortfarande en utmaning att exakt förutsäga och kontinuerligt spåra sekundära bifurkationsövergångar i den olinjära post-buckling regionen. Grundläggande förståelse och kvantitativ förutsägelse av morfologisk evolution och mönsterval är, faktiskt, avgörande för effektiv användning av rynkor som ett verktyg för morfologisk design.

Nyligen, en artikel med titeln "Intrikat utveckling av multipla period efter-buckling mönster i dubbelskikt, " publicerad i SCIENCE KINA Fysik, Mekanik och astronomi av en mjuk materiamekanikgrupp vid Fudan University, har rapporterat rika på varandra följande fenomen efter buckling som involverar mönsterövergångar med flera perioder, baserat på deras gittermodeller av hyperelastiska dubbelskikt.

Forskare har utvecklat gittermodeller för att kvantitativt förutsäga den icke-linjära ytmorfologins utveckling med multipla modövergångar i hyperelasriska dubbelskikt. Baserat på dessa modeller, de har avslöjat ett intrikat post-buckling-fenomen som involverar successiva bifurkationer:platt-rynka-dubblering-fyrdubbling-veckning. De har undersökt effekter av modulförhållande, dimension och belastningstyper på mönsterbildning och utveckling. Med hög substratförspänning, hierarkiska rynkor i form av alternerande paket av stora och små vågor uppträder i dubbelskiktet med ett lågt modulförhållande vid den sekundära bifurkationen, medan en skrynkla-till-kant-lägesövergång sker med ett relativt högt modulförhållande. Medan med en måttlig substratförkomprimering och modulförhållande, dubbelskiktet tenderar att utvecklas till ett period-trippelläge. Slutligen, de har tillhandahållit fasdiagram baserade på neo-Hookean och Arruda-Boyce konstitutiva lagar för att karakterisera påverkan av försträckning och modulförhållande på mönsterval. Båda hyperelastiska modellerna visar samma trend av modövergång och liknande deformationsformer i film-/substratbilager.

Detta arbete främjar inte bara den grundläggande förståelsen av olinjära morfologiska övergångar av mjuka dubbelskiktsmaterial, men ger också ett sätt att kvantitativt förutsäga och designa flerperiodiska eller lokaliserade ytor, som lovar att vägleda smart ytreglering i breda tillämpningar.