基于动态共价交联网络自修复涂层的研究进展

涂层是材料抵御外界应力损伤的重要屏障,且随着科技的发展,智能涂层可在原先的基础上赋予涂层荧光、抗菌、检测、传感等先进功能。然而,此类涂层在使用过程中不可避免会受到机械破坏(如擦痕、刮伤等)及与内部各组分应力不匹配引发的宏观或者微观损伤,导致裂纹甚至开裂,结构损伤会引起功能的减弱甚至消失。因此,对涂层结构稳定性和功能持续性提出了更高要求。基于动态共价交联网络的自修复涂层是以动态共价键可逆反应为基础,在一定的外界刺激下建立原料分子与产物分子之间的热力学平衡,通过动态网络“重组”实现对涂层自修复。动态网络活化能的大小不仅能直接反映修复难易程度(反应速率),也能间接反映材料的力学表现。因此,本文将从化学热/动力学角度出发,分析自修复网络构筑与反应活化能之间的关系,并进一步概述基于动态共价交联网络的自修复涂层在传统涂料(层)、智能传感、光学变色、生物医药领域的应用。最后对动态共价自修复涂层目前存在的局限和未来的发展进行展望。     

基于不同规范设计的现役RC框架损伤分析及可修复性能评估

我国现役大多数钢筋混凝土(RC)框架是基于GBJ 11-1989、GB 50011-2001和GB 50011-2010三次抗震设计规范所设计,由于建筑功能的需求,常见框架结构的首层层高明显高于其它层,易导致结构层间变形集中。选择底层层高明显高于其它层的三栋现役RC框架为分析算例,综合考虑填充墙面外变形、节点区剪切变形、柱内钢筋粘结滑移等因素,利用OpenSees有限元分析软件,分别建立其三维空间有限元模型。对三个模型进行了低周往复加载分析和大量地震动激励下的动力时程分析,研究了结构在中震、大震和特大震三个水准下的损伤程度、层间变形的分布模式及可修复性能。结果表明：相对于GBJ 11-1989和GB 50011-2001,基于GB 50011-2010抗震设计规范设计的结构损伤最小,对于潜在薄弱层的加强效果更加明显;中、大震水平,三次规范设计结构发生倒塌的概率均较低,但基于GBJ 11-1989抗震设计规范设计的结构损伤较严重,较难修复;特大震水平,基于GBJ 11-1989和GB 50011-2001抗震设计规范设计的结构倒塌风险较大,基于GB50011-2010抗震设计规范设计的结...     

Animals and AI. The role of animals in AI research and application – An overview and ethical evaluation

Artificial intelligence (AI) technologies and their fields of application are among the most debated developments of recent times. Although being widely discussed academically, publicly and in policy debates, certain aspects of their research, development and application are completely ignored, namely the impact AI has on animals. Animals are affected by the research on and development of this technology since it partially relies on animal testing. In addition, AI is also being applied to improve monitoring and marketing of animals in an agricultural context. We argue that it is insufficient to exclude these aspects from debates around AI. In addition to the surveillance-applications on animals, which can be evaluated as impacting them negatively, AI applications, from which individual animals can benefit, do exist. These can primarily be found in nature and wildlife conservation, as we point out at the end of the paper. By providing an overview on how these technologies are applied to animals and how this affects them, this paper aims to fill a previously existing research gap.     

An industrial feasible and sustainable method for preparing fiberized bamboo-derived magnetic biomass carbon

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - With the progress of science and technology and the improvement of people’s living standards, the high-value utilization of waste...     

高孔隙率三维结构木材构建功能复合材料的研究进展

木材兼具生态友好性和再生性,是符合可持续发展的生态材料。通过选择性去除半纤维素和木质素,将木材制备成具备高孔隙率的三维结构木材,可充分发挥其孔隙率高、纤维排布有序、比表面积大等特点,同时保留木材本身生物相容性好、各向异性突出等优势,在柔性电子设备、污染治理、智能窗户、生物医学、锂电池和建筑材料等领域具有潜在发展潜力。本文总结了以柔性木材、透明木材、木材海绵、碳化木材、木材水凝胶和致密化木材为代表的功能性高孔隙率三维结构木材的形成机制及制备方法,指出了存在的问题,探讨其未来的研究发展方向,以期为新型木基功能材料的研究提供新思路。      

各向异性不同含量羟基铁粉颗粒/磁性聚氨酯泡沫的可控力学和声学性能

聚氨酯泡沫(PUFs)被广泛应用于飞机、车辆和许多其他设施中的噪声控制。本文研究的磁性聚氨酯泡沫(MPUFs)是一种新型智能泡沫,其力学和声学特性可通过磁场控制。采用一步全水法制备了添加羟基铁粉颗粒的磁性聚氨酯泡沫(CIPs/MPUFs),在发泡过程中施加一定强度的磁场,磁颗粒沿着外加磁场方向排列成链状有序结构,得到各向异性磁性泡沫。在外加磁场作用下,CIPs/MPUFs内部磁性颗粒发生迁移,材料的力学和声学性能发生改变。实验研究了外加磁场对CIPs/MPUFs力学性能和吸声性能的影响。实验结果表明:在外加磁场条件下,CIPs/MPUFs的储能模量和损耗模量随磁性颗粒含量的增加而增加;CIPs/MPUFs的平均吸声系数变化幅度在1%~7%之间,当颗粒含量为5wt%、制备磁场为200 mT、测试施加1.5 A电流时,CIPs/MPUFs的平均吸声系数增加幅度最大,为6.5%。      

茶文化视域下的苏作家具与文人情怀

目的 为古代茶艺精神实质与物质器用的传承与创新提供设计新思路。方法 首先,寻根探源明代茶事中苏作家具作为文人士大夫饮茶品茗等茶事活动陈设器物的史料;其次,基于苏作家具与茶事活动消费群体的文人特质,共同探求茶文化与苏作家具由古至今的融合点,并指明将苏作家具介入现代茶文化空间环境的作用和价值;最后,尝试设计实践。结论 苏作家具因其丰富的功能、简练的造型、深厚的文化等因素常见于明代文人与茶事的绘画之中,茶艺的礼仪过程、场境的营造,使得茶与苏作家具成为东方雅质生活形态的经典形式,苏作家具和茶文化的精神层次将家具与茶的物质文化特征升华为民族精神象征,传统文人品茗生活方式的重塑与再造亦成为当下茶文化复兴的重要参考案例。     

论分布式陀螺柔性体结构的动力学建模问题

针对含分布式控制力矩陀螺的柔性体结构动力学建模问题,研究了结构和陀螺之间相互耦合对结构固有振动的影响。通过基于有限元离散的建模思路,获得了含分布式控制力矩陀螺的结构动力学模型。对比模态叠加方法,提出原柔性体模态的概念。结果表明,分布控制力矩陀螺对结构固有振动产生了本质的影响。基于原柔性体结构前几阶模态的模态叠加法,由于没有计入结构和陀螺之间的耦合效应,所得到结构动力学降阶模型具有较大误差。     

新材料在适老化家居产品设计中的应用研究

随着科技的进步和医疗的水平的提高,世界人均寿命不断延长。在这种形势下,我国老龄人口日益增多,老年人的产品设计问题也愈发受到重视。作为设计师应该积极地探索老年人的产品需求,切实感受老年人群的生活需求,选择合适的家居材料应用在设计中,探究智能调温材料、智能调光材料等新材料的性能特点。分析老年人生理心理特征,对产品材料提出的新需求点,有针对性地提出适老化家居产品设计要点,在保证家居产品实用性的基础上,保证老年人生活的安全性和舒适度,考虑使用者的价格承受能力,结合对当前市场上相关材料使用案例的分析,探究新材料在适老化家居产品设计中的可行性,旨在进一步改善老年人的生活状况,推动新材料技术在适老化设计中的发展。     

基于虚拟现实技术的南京鼓楼建筑情景复原

为了复原南京鼓楼最初的建筑形制动态情景变化,提出一种基于虚拟现实技术,并结合Cinema 4D三维建模软件的情景化数字复原流程。首先,对南京鼓楼的周边环境、建筑构件、室内陈设等进行研究,在现有测绘资料的基础上,进行艺术化的情景再现设计,并利用三维建模技术,通过模型复原真实的建筑形制。然后,结合虚拟现实技术,实现明鼓楼建筑与观赏者的情景交互设计。南京鼓楼初建于明洪武年间,后因历史变迁,其建筑规模、等级、做法均发生较大变化,导致明初鼓楼在每一个复建阶段的建筑定位仍然含糊不清。最终,通过虚拟现实技术,使南京鼓楼建筑形制能够以可视化的形式得以保存。在虚拟过程中,提出了简化且真实的古建建模交互策略,让用户通过沉浸式体验,直观地感受古建复原、修缮的过程。