在這本書中,鄭強教授回復了一些基本的問題如:
第一,流變學是什么?
定義很簡單,就是研究材料流動(flow)和形變(deformation)規律的科學。
第二,流變學怎么來的?
自1869年英國物理學家麥克斯韋(J. C. Maxwell)提出材料可以是彈性的也可以是黏性的觀點以后,人們經長期探索發現,一切材料的力學行為都有時間效應。1928年,美國科學家E. Bingham教授正式提出“rheology”(流變學)一詞,流變學由此應運而生。“rheology”一詞源于希臘哲學家赫拉克利特(Heraclitus)的名言“Panta Rhei”(萬物皆流)。
1929年美國首先成立流變學學會(American Society of Rheology),1939年荷蘭皇家科學院成立流變學研究小組,1940年英國成立流變學學會(British Society of Rheology)。1948年國際首屆流變學會議在荷蘭舉行。1973年日本成立流變學會(The Society of Rheology,Japan)。1985年由北京大學陳文芳教授和湘潭大學袁龍蔚教授等學者發起成立中國流變學專業委員會,是中國化學會和中國力學學會下設的專業委員會,對外稱中國流變學學會(Chinese Society of Rheology)。
更主要的是鄭強教授恢復了為啥我要寫高分子流變學這本書?
一句話,是因為有點流變學的淵源,有些流變學的情結。
1982年我去中科院長春應化所進行本科畢業實習,在金春山教授和程镕時院士指導下做的實驗就是流變學的內容,沒想到主要結果后來竟發表在當時中國高分子領域最高水平的期刊《高分子通訊》上(金春山,鄭強,程镕時,等. 毛細管與凝膠色譜聯用作分離和擴展效應的同時校準. 1985,4:245-251)。這應是我發表的第一篇學術論文,也是第一篇關于高分子流變學的論文。真正進入高分子流變學的大門,應從1985年我考上四川大學(原成都科技大學)研究生,師從我國著名高分子科學家徐僖院士,受教于我國著名高分子流變學家吳大誠教授、毛維友教授、林師沛副教授時算起。1992~1995年我到日本京都大學留學,在日本流變學創始人小野木重治(S. Onogi)教授之得意門生、時任國際聚合物加工學會(PPS)主席、日本流變學學會會長升田利史郎(T. Masuda)教授指導下開展高分子動態流變學研究,為我后來從事流變學研究奠定了基礎。1995年,《高分子學報》和Chinese Journal of Polymer Science兩刊主編、北京大學馮新德院士推薦我到浙江大學任教,同年我創建了浙江大學高分子流變學研究團隊。在完成本書撰寫的時候,我對將我引入流變學領域的恩師們的深情回憶和感佩之意油然而生。
20年來,我一直持續開展高分子流變學研究并為浙江大學本科生和研究生講授高分子流變學。承蒙“高性能高分子材料叢書”總主編蹇錫高院士邀約我撰寫此書,得到中國流變學專業委員會前兩任主任委員羅迎社教授、趙曉鵬教授的鼓勵與支持,榮幸邀請童真教授、俞煒教授和陳全研究員對本書進行審閱。
20多年來,我榮幸地與楊玉良院士、程镕時院士、王玉忠院士、益小蘇教授、章明秋教授、張立群教授、郭少云教授、傅強教授、楊鳴波教授、喬金樑教授、于杰教授、何力教授、譚紅教授、楊振忠教授、胡國華教授、李忠明教授、解孝林教授、張洪斌教授、劉琛陽教授、姬相玲教授、楊琥教授、李良彬教授、胡文兵教授、郭寶春教授、馮連芳教授、羅筑教授、陶小樂博士、陳世龍高級工程師、王躍林博士等學界和產業界同仁在多項科技部、國家自然科學基金委員會、中國石油化工集團等機構資助課題中開展合作。有幸與國際著名高分子及流變學學者瀧川敏算(T. Ta ki g a wa)教授、高橋雅興(M. Takahashi)教授、根本紀夫(N. Nemoto)教授、程正迪(Stephen Z. D. Cheng)教授、韓志超(C. C. Han)教授、吳奇(C. Wu)院士、龔劍萍(J. P. Gong)教授、R. H. Colby教授、高平(P. Gao)教授等進行過有益的交流討論。所有這些,為我能撰寫本書所必須具備的學術實踐和成果積累提供了幫助。
我的研究團隊成員為本書的撰寫給予了很大的支持,他們均是優秀的青年流變學者:杜淼(工學博士,副教授,博士生導師),2004~2006年到日本北海道大學長田義仁(Y. Osada)和龔劍萍教授研究組從事高分子凝膠體系研究,近十年從事高分子材料極低摩擦表面構筑及其流變學研究。左敏(工學博士,副教授,博士生導師),2007~2009年在香港科技大學高平教授研究組進行高分子納米復合體系微流變研究,近十年開展納米粒子填充高分子體系黏彈性與相容性研究。吳子良(理學博士,研究員,博士生導師),2010~2013年在加拿大多倫多大學、法國居里研究所、日本北海道大學進行博士后研究,2014年入選“青年千人”計劃,近年從事可控形變凝膠研究。上官勇剛(工學博士,教授,博士生導師),2011~2013年在香港中文大學吳奇院士研究組從事高分子物理及微流變研究,近年從事聚烯烴合金黏彈性與多相結構關系研究,2012年獲中國流變學青年獎。宋義虎(工學博士,教授,博士生導師),2001~2003年到日本九州大學時任《日本流變學會會志》(日本レオロジー學會誌)主編根本紀夫教授課題組進行高分子薄膜形變機理研究,近十年開展粒子填充高分子體系流變學研究,獲中國化學會2013年高分子科學創新論文獎、2018年馮新德高分子最佳論文提名獎。
《高分子流變學》(鄭強 編著. 北京:科學出版社,2020.11)全面闡述流變學基本原理并介紹高分子材料體系流變學特性。第1章介紹流變學定義及高分子流變特性(杜淼、鄭強執筆);第2章介紹高分子流變學基礎,包括黏度與模量、黏彈性、次級流動與不穩定流動、穩態流變與動態流變以及流變行為的分子量與分子結構效應(上官勇剛、吳子良執筆);第3章介紹高分子溶液與凝膠流變學,包括稀溶液、半稀溶液、聚電解質溶液、高分子凝膠流變行為(杜淼執筆);第4章介紹均相高分子體系流變學及其本構方程和黏彈性模型(上官勇剛、鄭強執筆);第5章介紹非均相高分子體系流變學,包括嵌段共聚物、高分子共混物的流變行為與相形態(左敏執筆);第6章介紹填充改性高分子材料流變學(宋義虎、鄭強執筆)。全書由鄭強統編定稿。由于時間和水平有限,書中疏漏之處在所難免,敬請讀者不吝指正,待再版時予以補充修訂。