“机器材料性”:数字建构的材料探索——记2011年华中科技大学国际会议暨国际学生工作营

"机器材料性"国际会议武汉工作营创建了一个链接建筑学和数字设计技术的良好平台。华中科技大学主办并邀请多所院校共同参与,是一次在中国产生巨大影响力的学术研讨活动。学生工作营邀请国内外知名教授、建筑师、学者与学生们共享参数化建筑设计领域最新的研究和实践成果。

组织工程支架材料性质对干细胞分化的影响

背景:许多研究证实了生物材料的物理性质尤其是其硬度能够调控干细胞向目的细胞定向分化。目的:综述细胞外基质对干细胞行为的影响及生物材料物理性质调控干细胞分化的最新研究进展。方法:由第一作者检索中国期刊全文数据库和Web of Science数据库,检索词分别为"细胞外基质、生物支架材料、化学性质、物理性质、基质硬度、干细胞分化"和"extracellular matrix,biomaterials scaffolds,chemical properties,physical properties,substrate rigidity,stem cell differentiation"。语言分别设定为中文和英文,最终选择31篇文献进行综述。结果与结论:生物材料支架的物理性质能够影响细胞的增殖、迁移和分化等行为,尤其是硬度调控干细胞分化对组织工程及再生医学都具有极大的启示。寻找更多与细胞外基质硬度共同作用的生物化学因素和物理因素,精确控制细胞行为,制备出与体内生理环境更加相似的支架材料值得深入研究和探讨。

基于嵌入式微处理器的不燃性材料性能测试系统

针对建筑材料的防火性,设计了一种基于S3C44B0X微处理器的不燃性材料性能测试系统,并且给出了硬件和软件设计。系统硬件部分主要由温度变送模块、功率控制模块、显示和报警模块、通信模块等组成。系统软件采用了分段变速积分PID算法对温度进行智能控制,移植了多任务操作系统μCLinux。根据需求分析,实现了友好的人机交互界面。该系统对于建筑材料的不燃性标定具有很高的实用价值。

人工关节材料性能与运动性关节软骨损伤

背景:人工关节从开始设计到临床应用已经经历了近一个世纪的历史,人工关节的先导为人工髋关节,随着在临床上的技术应用不断娴熟,推动了腕关节、肩关节、膝关节等人工关节的设计、应用及改进。目的:总结运动性关节损伤中人工关节材料的应用进展及性能特征。方法:由第一作者检索1980至2015年Pub Med数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubM ed)、万方数据库(http://wanfangdata.com.cn/)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以"sports;cartilage injury;Artificial Joint"为英文检索词,"运动,关节软骨损伤,人工关节"为中文检索词,对目前国内外人工关节的研究资料进行了分析和归纳,逐一介绍并分析了国内外常用的人工关节材料,并从材料科学的角度分析了各种材料在应用时的优劣,对目前常用人工关节的表面处理方法作了阐述,并从发展的角度指出了人工关节的研究方向。结果与结论:钛合金的表面改性可获得结合性能良好的表面陶瓷层,可有效提高钛合金的耐磨损性能。超高分子量聚乙烯的填充改性,可获得耐磨损性能良好的关节复合材料,有效减少超高分子量聚乙烯磨损颗粒的产生并降低其磨损颗粒引起的生物学反应。陶瓷人工关节的进一步研究与完善将是未来人工关节的发展方向。

面“壁”而思——壁画材料性创作教学研究与实践

20世纪以来,壁画在公共空间中发挥着举足轻重的作用。各大美术院校也相继开始关注这一综合性较强的艺术门类并开设系统的壁画专业课程,以壁画材料为主的创造性教学与实践在壁画专业设置中的比重也在加强。本文以介绍广西艺术学院壁画专业课程为切入点,提出对壁画材料方面教学的些许思考与设想,希望能对今后壁画材料性创作教学的研究与实践有所丰富和充实。

建筑创作中U型玻璃的“材料性”表达与探究

文章主要讨论针对U型玻璃材料特性的建筑设计方法:如何将U型玻璃的"材料性"、安装构造与建筑设计概念,以及空间形态和氛围整合一体化。此外以瑞士温特图尔艺术博物馆扩建项目的设计为例,介绍建筑师如何运用和表现U型玻璃的"材料性"及其独特的形式美学。

纸张材料性与参数化技术——武汉国际学生工作营,香港参数化设计协会学习小组

通过折叠、切割等方式研究纸的物理性能和材料特性,并通过计算、分析等参数化计算机技术将纸原型在数字空间中进一步发展,最终完成实体建构。

漆画的绘画性与材料性的关系研究

在古代,漆画是依附于漆器上的图案或纹饰,是实用器的装饰。随着历史的演变,这些图案或纹饰逐渐被人们从漆器上独立出来。古代的漆画仅仅是故事场景或人物的叙述、绘制,后来人们将其以漆的形式画出来,依附于漆器上的漆画开始有了它的绘画性。古代漆画发展到了现代,漆艺名家层出不穷,代表人物有沈福文、乔十光、雷圭元等人,其中雷先生到法国留学、沈先生到日本留学并将国外的漆艺带回国,为中国现代漆画的发展注入了宝贵的经验。中国现代漆画的蓬勃发展使各派画家对漆画产生了浓厚的兴趣,他们纷纷加入现代漆画的创作中,受国画、油画表现技法的影响,现代漆画的内容及形式也逐渐丰富起来。漆艺家们在接受了各派画种技法的同时也尝试各种材料,并总结出了各自的漆艺理论,加上国外漆艺的影响,使中国现代漆画既有了绘画性又有了材料性。

沥青路面预防性养护材料性能研究

沥青是公路建设中最常见的一种路面材料,具备突出的物理性质和显著的经济效益,对于公路预期功能的实现有着重要意义,因此沥青路面预防性养护工作尤为重要,需要技术人员予以足够的重视。文章基于预防性养护材料的主要性能要求展开论述,并结合我国北方某公路工程预防性养护项目详细分析了预防性养护材料试验的流程,以期为我国沥青路面预防性养护技术发展提供可靠的理论支持。

材料性能分散性对轮盘破裂转速预测结果的影响研究

为优化航空发动机轮盘结构设计,节约轮盘破裂转速预测成本,借助GH4169轮盘材料拉伸性能数据,采用基于塑性失稳准则和大变形有限元分析的轮盘破裂转速预测方法,分别利用双线性、多线性及非线性材料本构模型,分析探讨了材料性能分散性对轮盘破裂转速预测的影响。结果表明,在典型分散范围内考虑材料性能分散性对轮盘破裂转速预测结果有一定影响,但影响较小;在预测轮盘破裂转速时,可直接采用最差材料性能曲线,以获得相对保守偏于安全的结果。

N-异丙基丙烯酰胺对软接触镜材料性能的影响

以0.2%的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)为引发剂,0.5%的二乙二醇甲基丙烯酸酯(EGDM A)为交联剂,常温下用紫外灯合成了N-异丙基丙烯酰胺(N IPAm)/甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEM A)/N-乙烯吡咯烷酮(NVP)三元共聚物;与相同条件下合成的HEM A/NVP共聚物进行了试验对比。凝胶在水中的溶胀实验证明,含N IPAm的三元共聚物溶胀率对温度的敏感性强于HEM A-NVP共聚物;傅立叶红外光谱与热重测试显示了两种材料的结构差异。

可控性低强度回填材料性能研究

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代级配型传统回填材料,并具有低强度、自流平、自我填充与自密实特性,在欧美地区得到广泛应用。文章对一种典型的以水泥、粉煤灰和水为主要原材料的CLSM工程特性进行研究,分析其流动性能及力学性能受材料组成、龄期等因素影响下的变化发展规律。用水率与水泥掺量是影响其强度的两个主要因素,流动性主要受用水量的控制,受水泥掺量影响并不显著。

绿塘水库工程建设材料性能试验分析

工程建设中,明确生产性原材料的使用要求与试验控制要点,不仅可保证原材料的利用率和施工质量,而且可有效减轻试验人员的工作压力。结合绿塘水库工程生产性原材料,通过现场试验,对其进行分析。实验结果表明,绿塘水库自密实混凝土随着浇筑高度的上升,应实时监测浇筑高度与压力计的相关数据;堆石混凝土应在浇筑完毕6h^18h内开始洒水养护;养护期间混凝土表面及所有侧面始终保持湿润。通过上述控制,可提高水库原材料的使用性能,以满足工程要求。

赤泥基可控性低强度材料性能试验研究

利用拜耳法赤泥制备具有自流平、自填充和自密实特性的可控性低强度材料替代级配型传统回填材料,通过测试其流动度、泌水率和无侧限抗压强度,研究其工作性能和强度变化规律。结果表明,利用拜耳法赤泥制备的可控性低强度材料的流动度和泌水率随拌合用水量的增加而增大,在满足目标流动度的条件下,泌水率基本可控制在3.0%以内;无侧限抗压强度不仅与养护龄期有关,还与灰砂比和水固比有关;较低的水泥掺量不仅有利于降低材料成本,还有利于未来的二次开挖。

多固废协同制备再生可控性低强度材料及其性能研究

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代传统级配砂石回填的新型回填材料,具有良好的工作性和力学性能。为了提高CLSM中固废利用率,减少水泥用量,降低工程成本和施工难度,利用再生微粉、矿渣粉等固废材料配合盾构渣土制备CLSM,并通过SEM分析不同配比CLSM水化产物的微观形貌。结果显示,多固废协同制备的CLSM流动度可控制在135~215 mm,抗压强度可控制在3.40~5.93 MPa。再生微粉最佳掺量为20%,矿渣粉最佳掺量为30%,抗压强度最高可达5.93 MPa。再生微粉与矿渣粉复掺可以相互促进,将更多的水泥产物CH转化为C-S-H凝胶物质填补孔隙结构,提高材料结构强度。

铅铋冷却剂与结构材料相容性分析

铅铋共晶合金(LBE)是目前最受关注的铅冷快堆冷却剂和加速器驱动次临界系统(ADS)冷却剂及散裂靶材的首选材料,因其熔点低,沸点高,导热率高,抗辐照性好,化学活性稳定。但是,液态铅铋合金冷却剂会对一般的结构材料造成严重腐蚀,因而对于材料相容性的研究是非常必要且有意义的。本报告对有关方面进行调研,阐述液态铅铋合金中结构材料腐蚀机制,理清腐蚀测试实验具体流程,初步筛选出一些待测材料,对液态铅铋合金结构材料的相容性展开分析研究。

医疗防护用防水透湿非织造复合材料的制备及性能

为进一步优化医疗防护材料的防护性能和穿着舒适性,设计了一种由SS表层、SMMS中层和SS衬层组成的防水透湿非织造复合材料。采用三抗整理剂、纳米二氧化硅(SiO2)对表层材料进行聚合物改性,采用聚乙二醇(PEG)对衬层材料进行改性处理,热轧复合得到防水透湿非织造复合材料样品,并测试了样品的力学性能、湿舒适性能和医疗防护特性。结果表明:受益于多层致密结构,样品纵向断裂强力为143.18N,横向断裂强力为68.54N,样品耐破度可达1126.75kPa,均高于GB19082—2009标准的要求;样品的耐静水压值为22.82kPa,过滤效率高达99.82%,可有效抵御各类液体和非油性颗粒的渗透;样品透气率达6.89mm/s,水蒸气透过率为4637g/(m^(2)·d),兼具有高防护特性和湿舒适性,远优于复合透气膜等同类医疗防护产品。

数字化教育模式下印刷材料与适性课程改革研究

数字化赋能课程教学是塑造职业教育新生态的突破口,因此,文章分析了数字时代课程建设的要求和现阶段印刷材料与适性课程存在的不足,提出了以学生为中心,产教融合、校企合作,全面落实数字化建设的课程改革设计思路,探讨了多方面的改革措施。通过数字化赋能课程改革,实现了课程设计、教学实施和育人成效的有机统一。

为科学教师设计“支持教学实践”的教育性课程材料

课程材料是教师教学的重要资源和参考依据。抽象的科学概念和实验活动会在很大程度上增加科学教学的难度,因而提升科学课程材料的教学指导性尤为重要。支持教师教学实践的教育性课程材料的开发与应用为促进科学教师的专业发展注入了新的活力。教育性课程材料的教育性特征具有突出教学实践要素和支持教学实践过程等功能,可以在教学过程设计、实验活动开展和学生评价实施等方面有效支持教学实践。鉴于此,科学课程材料在设计和编写过程中,可通过提供合理、可见的教学决策指导,突出科学实验的过程要素及其遵循的基本原理,以及使用可以监测学习进程的过程性评价等方式,来更好地支持一线教师的教学实践,促进教师专业发展。

基于不同类型建筑垃圾再生料的可控性低强材料配制研究及应用

为解决低品质建筑垃圾再生料消纳不足的问题,研究利用废混类再生细骨料、废混类渣土、砖混类再生料、砖混类渣土分别制备可控性低强材料的可行性,测试了4类再生料制备的可控性低强材料的工作性能与力学性能指标,并进行了材料成本分析和中试工程应用。结果表明:4类再生料制备的可控性低强材料出机扩展度为595~790 mm,120 min后扩展度为330~570 mm,坍落度在200 mm以上,28 d抗压强度为0.8~2.1 MPa,满足一般回填工程要求,即4类再生料均可用于制备可控性低强材料。综合考虑可控性低强材料性能及成本因素,采用两类渣土制备的可控性低强材料具有更广阔的应用前景。