德国纽伦堡——弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学 (FAU) 工程学院的杰出成就再次获得认可：应用力学主席 Paul Steinmann 博士教授获得了欧洲的高级资助研究委员会 (ERC)。Steinmann 教授打算在未来五年内利用价值 250 万欧元的资金更深入地研究橡胶或组织等软材料的断裂力学。Steinmann 于 2011 年获得了他的第一个 ERC 高级资助，用于研究磁性弹性体。

我们对材料的特性了解得越多，我们就能越聪明地使用它们。这包括对材料组合如何相互容忍、连接的安全性以及组件何时破裂或撕裂进行研究。Paul Steinmann 20 多年来一直在研究诸如此类的主题。他是建模和模拟材料行为的领先专家。在各种项目中，他研究了聚合物和陶瓷在电流下如何变形、人类大脑和骨骼在机械负载下的行为、使用增材制造创建的组件的微观和中观结构的影响或挤压钢受到的内应力到。

Steinmann 打算利用 ERC 的资金对橡胶和组织等软材料的断裂力学进行更详细的研究。“这种行为在钢、混凝土或硬塑料等硬质材料中得到了很好的研究，否则我们将不知道如何正确地建造桥梁、建筑物或车辆，”Steinmann 说。可以使用传统的断裂力学分析硬质材料，其中应变与作用在材料上的力成正比;一种被称为线性的行为。另一方面，软材料的力学不是线性的，这使得计算断裂起始和裂纹扩展变得困难。

在 Steinmann 将其命名为“SoftFrac”的研究项目中，他打算测试新的建模方法和算法，以数字方式跟踪软材料中裂纹的扩展。Steinmann 计划使用实验来生成有关断裂行为的综合数据，并由每秒提供数万张图像的高速相机提供支持。大部分赠款将用于为员工设立几个新职位。“这种增强的团队力量将使我们能够超越以前的调查，并首次解决全新的问题，”Steinmann 解释说。“我相信，SoftFrac 将开创软材料断裂力学综合研究的新纪元。”

该研究将主要集中在三个应用上：首先，软机器人技术在自动化行业中迅速发挥重要作用。这尤其涉及机械臂的夹持器，它必须足够柔软以处理玻璃等易碎物体，但又足够坚固以确保较长的使用寿命。第二个应用是可拉伸的电子产品，例如集成到服装中的可穿戴设备，因为它们必须具有弹性和耐用性。第三个应用——组织工程——是类似的，因为为此应用生长的组织也受到非线性断裂力学的影响。

然而，SoftFrac 的目的不是增加软材料的可靠性。对断裂力学的更好理解也可能导致故意破坏材料的应用。Steinmann 解释说：“想象一下，您可以精确地确定橡胶何时断裂。然后，您可以设计固定带，例如，确保太阳帆在太空中打开或模块在精确的时间点解耦，而无需复杂的机械系统。这种预先确定的软断点可能会使宇航员冒险的太空行走成为过去。”