4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究现状和应用进展

形状记忆聚合物材料是一种在外界环境刺激下可发生形状变化的智能材料,基于这种智能材料的可变形结构在生物医疗、航空航天等诸多领域显示出巨大的应用潜力.4D打印技术的问世为智能材料的进一步发展带来新的机遇,同时为微创医疗、智能机器人、柔性电子等高科技产业开创了全新的和智能化的发展方向.本文首先介绍4D打印技术的兴起和发展,以及5种新兴聚合物打印技术（光辅助打印、磁辅助打印、连续纤维打印、容积3D打印、多材料多喷头打印）的研发;其次从热、电、磁、光驱动4个方面综述了近几年4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究进展及潜在应用,总结了适用于4D打印的形状记忆聚合物及其复合材料的制备方式及性能;然后介绍了基于形状记忆聚合物复合材料的4D打印结构在生物医疗、航空航天、智能器件及仿生领域的应用研究;最后指出4D打印在打印技术、打印材料、驱动方式和应用验证4个方面存在的问题及未来发展方向.     

Constitutive model for shape memory alloy torsion actuator

Shape memory alloy ( SMA) torsion actuator is one of the key approaches realizing adaptive wings in airplanes. In this paper,the actuator is made up of SMA wires and a thin-walled tube,in which the SMA wires are twisted and affixed around the surface of the tube at an angle referenced to the center axis of the tube. A thermo-mechanical constitutive model is developed to predict the thermo-mechanical behaviors of the SMA torsion actuator based on the knowledge of solid mechanics. The relationship between the torsion-angle and tem- perature is numerically calculated by using the thermo-mechanical constitutive model coupled with the SMA phase transformation model developed by Zhou and Yoon. The numerical results are compared with the relative experimental results finished by Xiong and Shen. Influences of the twist-angle of SMA wires and geometrical factors on the primary actuation performances of the SMA torsion actuator are also numerically investigated based on the thermo-mechanical constitutive model coupled with the SMA phase transformation model developed by Zhou and Yoon. Results show that the thermo-mechanical constitutive model can well predict the thermo-mechanical behaviors of the SMA torsion actuator.     

一种新型电流变体材料——酮醛树脂盐类电流变体

决定电流变体材料性能的主要因素是其分散相的选择。文中首次提出了以酮醛树脂盐类作为电流变体的分散相，研究了反应温度、反应时间及催化剂用量等各种因素对其分子量的影响，测试了以酮醛树脂盐与硅油组成的电流变体材料的稳定特性、温度特性、流变特性、介电特性，结果表明该流体具有良好的抗高剪切速率的特性。     

智能复合材料中光纤与基体的相容性研究

智能材料与结构能够实用的基础是智能元件与基体具有良好的相容性。本文针对复合材料工艺过程在线监测这一光纤智能复合材料的重要应用领域，详细论述光纤与基体材料的相容性研究。内容包括固化后埋光纤对材料力学性能的影响、光纤传感的可能性（包括光纤传感器材料耐用性和基体对信号的衰减）和实际安装过程的可操作性这３方面的理论、实验研究。界定了光纤、包层和基体材料的可能的组合，并为最优组合的选择提供了理论、实验基础。给出了两种埋光纤智能复合材料的实际安装过程，对其中的关键光纤入出口的设计进行了比较与评价。     

电流变体特性及电流变体应用器件的进展

本文详细评述了电流变体(ERF)材料的组成、工作机理及其流变力学性能,提出以Bingham塑性体来近似描述电流变体的流变特性,综述了电流变体在智能材料、汽车离合器、液压阀门等器件中的应用,给出了含电流变体的双层智能复合材料梁单层、双层加电状态对其振动特性的影响,设计了含电流变体的主动控制式减振器,并对其在外加电场作用下的减振性能进行了评价。     

光纤传感器及其在复合材料结构健康监测中的应用

介绍了两种常用的光纤传感器-EFPI和FBG传感器,并应用其监测了复合材料成型工艺过程,结果显示这两种光纤传感器可以很好的监测的复合材料固化工艺中的固化应变及固化过程,对保证结构的健康状态和安全使用具有十分重要的作用.     

a尺度多重双正交小波包的分解与重构算法

介绍了构造a尺度多重双正交小波包的方法。它在应用上灵活性很强。按此法可构造多种不同的双正交小波包。本文的重点是给出了用此小波包进行分解与重构的算法。     

溴化锂吸收式制冷技术的应用与发展

对吸收式制冷／热泵循环型式及溴化锂／水工质对的发展现状进行了综述。吸收式制冷／热泵循环技术可以回收利用工业生产中的大量低品位废热，而且其常用工质对溴化锂／水及氨／水对环境没有破坏作用，是日益受到人们重视的环保型节能技术。     

生物活性聚合物及其复合材料在骨组织工程中的应用进展

骨是世界上第二大需要移植的组织,每年至少有400万次手术使用骨移植物和骨代替材料。传统的治疗方法的局限性影响了当前的治疗选择,并且由于创伤、癌症、感染和关节炎引起的骨缺损现象不断增加,在临床治疗中对骨移植物的需求也持续上升。自体移植物和异体移植物是临床治疗骨缺损的常用方法,而慢性炎症、疾病传播和免疫排斥反应的发生阻碍了其发展。此外,金属材料支架也是最常用的植入物,然而同样存在着诸如应力屏蔽、感染和炎症等问题导致研究工作者期待新材料支架来代替它。因此,开发具有生物活性且能自适应展开填充的三维支架以促进骨骼再生已成为骨组织工程的重点关注领域。近年来,包括4D打印形状记忆材料的制造方法已被用于创造替代传统骨移植的新方法。本文主要综述了传统聚合物材料和新型形状记忆聚合物材料的种类、支架的主要制造方法、机械性能、生物相容性以及在骨组织工程领域中的最新用途,并总结了骨组织工程中4D打印技术的重要性、当前面临的挑战和未来的发展方向。     

经过发酵处理的低温脱脂豆粉在馒头中的应用

将低温脱脂豆粉作为一种改良剂添加到馒头中以提高馒头的品质。对低温脱脂豆粉进行发酵处理,选取不同低温脱脂豆粉和面粉的配比、加水量、发酵时间3个因素,分别取5个水平,进行实验。保持其他因素不变,只对其中1种因素各个水平条件下制作的馒头进行品质评价。确定适宜的制作工艺。