未来的建筑：复合材料.pdfVIP

现代材料动态 2013年 第 1期 取出的几丁质制成，因此取名为 “shrimp．silk”的缩写。最初测试显示 Shrilk的强度和韧性与 铝合金类似，但密度只有铝合金的一半。此外，由于它源于天然材料，因此能够生物降解以 及能用非常低的价格制造出来。这个团队说Shrilk能做成包括涡轮结构的几乎任何复杂的形 状。而且能通过制造过程中控制水的总含量来精确的调节它的弹性。 “当我们谈论韦斯研究院开展仿生材料研制任务时，Shrilk是我们已经在进行的一个例 子。”团队领导DonaldIngber解释到，“它在解决当前最为关键的环境和医疗进步问题方面 具备应用前景” Shriik和相关的复合材料可能有多种用途。Shrilk代表着廉价和环境友好，是聚合物和 塑料的替代品，因此它能用在诸如垃圾袋、包装袋、一一次性尿布等 日常用品上。而月．由于它 的强度和生物相容性，它还可能用在医疗手术上作为缝合线材料、用于需要支撑高负荷的疝 气修复。它甚至能用在组织再生方面。 “下 ‘布‘将在医疗和非医疗领域探寻高附加值的应用，以及开展更深入的研究，”Ingber 说到。 (董丽 摘译) 未来的建筑：复合材料 一 群分别来 自美国、韩国和澳大利亚的科学家组成了第一支研究波特兰水泥和含水矿物 质在高压下的纳米结构及特性的队伍。他们通过在加利福尼亚高压科学观测站(Calipso)观 察水泥在纳米级别上的结构，确定出使水泥强度更强，以及减少生产过程中碳排放的方法。 目前全世界每年大约有 l7亿吨水泥被使用。水泥有很多用途而且制造起来非常便宜。 但负面效应是它排放出大量二氧化碳到大气中，全球超过 5％CO2排放来 自于水泥生产。制 造水泥的方法是通过在 1400℃以上焙烧石灰岩 (碳酸钙)和粘土 (硅酸盐)得到熔结块， 然后把它研磨成粉，把粉末与水混合形成硅酸钙水合物 (c．S—H)，这是水泥中关键的粘接剂。 在他们发表在 CementandConcreteResearch [Oheta1．，CementConcrRes(2011)doi： 10．1016~．cemconres．20l1．11．004]，文章中，这个团队用到了托勃莫来石 (一种‘硅酸钙水合物)， 其中一种叫 14A托勃莫来石结构在纳米尺度研究中是C．S．H结构的一种理想的替代品。 在 Calipso，研究者将微量细小球状的托勃莫来石粉尘放在钻石对顶砧的两个金刚石面 之问，然后施加巨大的静水压力进行挤压。随着金刚石的对顶平面逐渐压紧，样品室内的压 力逐渐增加，加压过程中通过 x射线衍射图显示出晶体结构上原子排列的任何细微变化。 最终的结果帮助确定托勃莫来石在压力变化下的体积弹性模量／刚度。 将体积弹性模量的数据导入到力学模型中，他们能确定 14A托勃莫来石和 C—S-H(I)的 点阵常数a，b很相似，表明它们两者都有相同的Ca-O层。 加州大学伯克利分校的研究人员PauloMonteiro指出，“仅仅足层问沿C轴方向被压缩， 层问问距，硅链不规则程度，额外的钙离子及水分子都使得两种材料的体积弹性模量在 ab 平面上实际上差不多，但在C轴方向却不同。这个发现表明一种可能改善水泥性能的方法： 例如可以通过引入特殊聚合物的方法到C．s．H层问来改变它的行为。” 4 现代材料动态 2013年 第 1期 这个团队目前希望开发出在高压下完全分散的方法分析结晶程度很差的复杂水合物，包 括硅酸钙水合物，以及通过实验确认其它水合物的分子动力学模型。此外，他们还可以探索 怎样用聚合物改变硅酸钙水合物的力学性能。 (董丽 摘译) 材料应用 声形并茂的印刷电吉他 澳大利亚 Massey大学的机械电子学教授 OlafDiegel创造