環(huán)境相容材料的案例
《JEM》：新型納米復(fù)合材料，可消除豬尿?qū)?em>環(huán)境造成的影響！
近期，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院智能機械研究所離子束中心研究員吳正巖課題組與東華大學教授蔡冬清合作，在重金屬污染修復(fù)研究中取得進展，為消除豬尿?qū)?em>環(huán)境造成的污染提供了一種新思路，具有一定的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Environmental Management上。
近年來，為提高豬的抗病性、促進生長，豬飼料中需要添加銅和砷，但這也導(dǎo)致了銅和砷會隨豬尿排入水體和土壤中，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。該問題已成為制約農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，急需發(fā)展出去除豬尿以及環(huán)境中銅和砷的方法。現(xiàn)有方法主要關(guān)注銅或砷的單獨去除，這在一定程度上限制了它們的實際應(yīng)用，因此，需發(fā)展出同時去除這兩種污染物的方法。
研究人員利用四氧化三鐵和有機金屬框架材料ZIF-8制備出一種納米復(fù)合材料。該材料既可同時移除豬尿中的銅和砷，減少豬尿?qū)?em>環(huán)境造成的污染，也可同時移除已通過豬尿流失到水體和土壤中的銅和砷，降低環(huán)境風險。此外，該材料還具有易回收、較高的生物安全性等優(yōu)點，對修復(fù)銅和砷復(fù)合污染具有較高的應(yīng)用前景。
研究工作得到中科院STS項目、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金、寧夏重點研發(fā)項目、中央高校基本科研項目等的資助。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479721006885
技術(shù)原理示意圖
本文來自“中科院合肥研究院”。
展開 Abaqus 考慮濕熱環(huán)境影響的復(fù)合材料漸進損傷分析
Abaqus 考慮濕熱環(huán)境影響的復(fù)合材料漸進損傷分析
濕熱環(huán)境的作用會導(dǎo)致復(fù)合材料本身的力學性能變化。 試驗研究表明，單向復(fù)合材料的力學性能在一定的濕熱范圍內(nèi)單調(diào)變化，另一方面，濕熱環(huán)境在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生濕熱變形與應(yīng)力，導(dǎo)致基體、纖維或界面發(fā)生變化或破壞，從而使復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的剛度和強度發(fā)生變化。
濕熱應(yīng)變可由下式表示
其中，熱應(yīng)變?yōu)?濕度應(yīng)變?yōu)?于是
損傷萌生準則和損傷演化準則等可以參考http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1206124
通過編寫umat子程序，可以計算得到以下結(jié)果
圖 1 損傷演化(上:纖維損傷；下:纖維間損傷)和載荷位移曲線
圖 2 濕熱環(huán)境對極限載荷的影響
參考文獻：劉玉佳, 燕瑛, 何明澤, et al. 濕/熱/力耦合條件下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進損傷仿真[J]. 北京航空航天大學學報, 2012(03):103-107+112.
展開 samcef復(fù)合材料NX環(huán)境算例1
算例概述：
本算例為復(fù)合材料車門自由模態(tài)分析：在已有的CAD模型的基礎(chǔ)上劃分二維網(wǎng)格；用基于鋪層的方法(Ply based method)定義復(fù)合材料物理性質(zhì)(其鋪層信息來源于已有的Fibersim HDF5文件)，車輪擋泥板附近的結(jié)構(gòu)通過拉伸的方法定義三維實體單元，然后進行模態(tài)分析，并查看振動模態(tài)振型。
附件包含了中文操作說明、原始文件及正確模型。
具體操作視頻文件：百度云盤http://pan.baidu.com/s/1skaAPeH
優(yōu)酷視頻：http://item.jd.hk/1947717.html
算例1.pdf
展開 第二屆環(huán)境與能源新材料國際學術(shù)會議（NMEE 2024）
主題包括但不限于：
可持續(xù)材料和技術(shù)
節(jié)能減排材料
環(huán)境修復(fù)和污染控制材料
化石資源的新型環(huán)保替代材料
應(yīng)用于環(huán)境問題的光催化材料
環(huán)境材料的遷移和轉(zhuǎn)化
碳捕獲、儲存和利用材料
用于電池、燃料電池或超級電容器的材料
其他新能源材料，如太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質(zhì)能和核能材料，磁流體動力發(fā)電等。
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走進昆明，直奔眼底的是漫山遍野的翠綠、艷麗綻放的鮮花、蔚藍的天空、七彩的云霞、滇樸披“金”、四時鳥語不斷、常年和風送涼、26個民族相匯集、文明有脈動、萬物有靈犀……
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PASE平臺：http://www.pasanhu.cn
NMEE官網(wǎng)：http://www.icnmee.com
會議秘書：Ms.
展開 
LS-DYNA材料屬性在ANSA環(huán)境下的設(shè)置
下面介紹在ANSA環(huán)境中，如何對DYNA的材料屬性性進行設(shè)置。
材料模型的選取具體由下圖所示。單擊“M”鍵—出現(xiàn)Material編輯窗口，在空白處右擊—彈出材料的編輯選項—選擇New—彈出材料的類型選項，在該選項菜單中tigong了比較常用的材料類型，如果不能滿足要求，可以單擊Other—彈出DYNA所有的材料類型，在所要選取的材料類型上雙擊即可。
以選取MAT1線彈性材料為例，雙擊之后，彈出材料的屬性編輯窗口，如下圖所示。
可以對材料進行命名，編號以及相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。
RO：材料的密度
E：彈性模量
PR：泊松比
DA、DB：軸向與彎曲阻尼系數(shù)（僅應(yīng)用于Belytschko—Schwer梁）
K：體積模量。
在一些材料屬性如MAT57低密度泡沫材料的定義中，需要定義材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線，在應(yīng)用前應(yīng)首先定義曲線。首先在Deck面板中選擇DYNA求解器—AUXILIARIES功能框—單擊CURVE—彈出CURVE&TABLE定義對話框—單擊New—單擊Define_curvex選項，進行曲線的定義。
在彈出的曲線Properties定義曲線編號LCID、名稱Name以左側(cè)一欄定義曲線，軟件默認只有兩行，將光標放在最后一行的任意一列鍵入Enter，可以添加一行，編輯數(shù)值即可得到所需曲線。完成后點擊OK，進入MAT57材料編輯窗口，在相應(yīng)的LCID選項下輸入所定義曲線的LCID號即可。
可以看到，LS-DYNA軟件的材料屬性的設(shè)置可以在ANSA環(huán)境下方便，快捷的完成。
LS-DYNA材料屬性在ANSA環(huán)境下的設(shè)置.pdf
展開 NX環(huán)境下基于Mecano內(nèi)核的復(fù)合材料層間破壞案例分析
在NX10.0的軟件環(huán)境，以原samcef composites的求解器為內(nèi)核，對復(fù)合材料的層間破壞進行了仿真分析。相比原samcef composites的前處理，這是一個全新的三維幾何模型建模方法。
本案例從最基礎(chǔ)模型建模，不需要初始模型，建立了復(fù)合材料模型進行了鋪層，網(wǎng)格劃分，對每層的屬性進行了不同的設(shè)定。模型雖然簡單，但仍需要花費一定時間，最后操作視頻展示了三維顯示效果。
百度網(wǎng)盤：http://pan.baidu.com/s/1hrdimtm
優(yōu)酷鏈接：http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ3MjE3MTQ1Ng==.html
model1.zip
展開 【Springer出版 | EI檢索】 第四屆土工合成材料與環(huán)境工程國際會議 （ICGEE 2026）
會議信息
【會議日期】2026年3月27-29日
【會議地點】中國上海
【會議網(wǎng)址】https://www.icgee.com/
【會議支持】仁荷大學、上海交通大學、中山大學、薩萊諾大學、中南大學
【截稿日期】2026年3月20日
【會議日期】2026年3月27-29日
征稿主題（包括但不限于）：
土工合成材料的應(yīng)用和可持續(xù)性
土木與結(jié)構(gòu)工程
環(huán)境工程與科學
其他征稿主題，請點擊查看：https://www.icgee.com/cfp.html
論文出版
本會議投稿經(jīng)過2-3位組委會專家嚴格審核之后，最終所有錄用的論文將由Springer Book Series 'Lecture Notes in Civil Engineering'出版，并提交至主要數(shù)據(jù)庫，如EI compendex, Scopus等檢索。
投稿方式：
選擇一種提交論文的方式
系統(tǒng)提交: https://www.icgee.com/openconf/openconf.php
郵件提交: cfp@icgee.com
聯(lián)系方式：
聯(lián)系人：王老師
郵件：cfp@icgee.com
微信：15601981031
展開 新型3D復(fù)合材料可耐受電動車內(nèi)高溫環(huán)境
美國賓州大學(Penn State University)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，能避免高密度超級電容器的電介質(zhì)(dielectric)被擊穿或是泄漏，特別是將超級電容應(yīng)用于混合動力/電動車輛等超高溫環(huán)境；同時還能提升超級電容的能量密度。
混合動力電動汽車/現(xiàn)有的超級電容器的解決方案通常是雙向拉伸聚丙烯（BOPP雙向拉伸聚丙烯材料，這種材料），無需增加額外的冷卻裝置，耐高溫不能操作車內(nèi)環(huán)境；因此，研究人員試圖增加聚合物的介電常數(shù)（介電常數(shù)）的時間，并希望減少能量特性通過熱的形式耗散。
為了實現(xiàn)這一目標，夾層結(jié)構(gòu)的研究團隊開發(fā)了一個三維形狀的頂部和底部電極可以阻止電荷的注入，中間層是由高介電常數(shù)的陶瓷/聚合物雜化膜材料構(gòu)成；外層含氮化硼納米聚合物基（氮化硼），可以起到很好的絕緣體，通過鈦酸鋇系（鈦酸鋇）由中央層產(chǎn)生。
通過從電極上的勢壘進入三維形狀的這種獨特的夾層結(jié)構(gòu)，可以有效地保護聚合物/陶瓷復(fù)合材料在高密度電場下不擊穿；根據(jù)已發(fā)表的研究小組，賓夕法尼亞大學，該解決方案可以使超級電容器在高溫環(huán)境下連續(xù)運行24小時，充放電周期超過3萬倍的性能。
相比于BOPP，新的納米復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)ssn-x命名的，它是基于X和鈦酸鋇納米復(fù)合材料對中央層比例顯示相同的能量的充電和放電，且操作溫度可達150°C；BOPP材料可以達到70°C的工作溫度。
研究人員強調(diào)，新材料ssn-x能量密度是BOPP的幾倍，使其成為電動汽車和空間應(yīng)用的理想選擇，因為這些應(yīng)用于超級電容器在高溫環(huán)境下穩(wěn)定運行，和能量存儲性能下降。此外，復(fù)合材料不加熱，并不能使用笨重和昂貴的冷卻設(shè)備。
現(xiàn)在，賓夕法尼亞大學的研究人員正在尋找工業(yè)合作伙伴，為制造技術(shù)的研究，新材料，并澄清如何實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)競爭力。
玻璃纖維布廠家https://www.hongyantu.com/index.php?
展開 SLAC發(fā)現(xiàn)：電池材料在極冷環(huán)境中出現(xiàn)裂紋 影響電池性能
據(jù)外媒報道，美國能源部SLAC國家加速器實驗室（Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory）發(fā)現(xiàn)這一問題中存在被忽視的方面：在零攝氏度以下的環(huán)境中儲存鋰離子電池，電池中的某些部分會出現(xiàn)裂紋，并與周圍材料分離，從而降低電存儲容量。
（圖片來源：SLAC）
SLAC研究人員Yijin Liu和Jizhou Li觀察正極在寒冷天氣下的性能，并發(fā)現(xiàn)了這一點。當電池運行時，電子會流入正極部分。初始研究發(fā)現(xiàn)，比起在較暖環(huán)境中儲存的電池，在零攝氏度以下儲存正極，會導(dǎo)致電池在充電100次后失去5%以上的容量。
為了解其中原因，研究人員將斯坦福同步加速器輻射光源的X射線分析方法和Li過去幾年一直在研究的機器學習技術(shù)結(jié)合起來。通過這種組合，可以識別單個正極粒子。這意味著該團隊可以同時研究數(shù)千個粒子，而用眼睛僅僅能識別少數(shù)粒子。
總體而言，通過這些方法，可以看到低溫正在使正極內(nèi)的肉丸狀顆粒收縮，并在這一過程中使其破裂，或者加重現(xiàn)有裂紋。而且，由于材料在應(yīng)對溫度變化時的膨脹和收縮方式也不同，極端的寒冷也會使正極與周圍的材料分離。
研究結(jié)果指出了一些可能的解決辦法。通過尋找能夠更好地適應(yīng)溫度的材料，科學家們可以解決材料分離問題。由于所有的電池都會熱脹冷縮，這對其他電池也將有所幫助。通過在電池內(nèi)設(shè)計不同的顆粒結(jié)構(gòu)，尤其是用更光滑、更不像肉丸的粒子進行構(gòu)建，將有助于防止材料破裂，并提升鋰離子電池的長期容量。
-END-
展開 用于極端環(huán)境下的熱防護材料——仿貝殼納米復(fù)合氣凝膠
來源 | Advanced Materials
01
背景介紹
極端環(huán)境（如深空和深海）對氣凝膠材料的熱防護性能提出了更高要求：一方面，氣凝膠需兼具超低熱導(dǎo)率（< 20 mW m
-1K
-1）和優(yōu)異力學性能（高剛性、高柔性、超彈性等）；另一方面，需突破低成本和易規(guī)模化的氣凝膠制備技術(shù)，也讓原本艱巨的任務(wù)變得更加困難。
02
成果掠影
近日，東華大學朱美芳院士團隊設(shè)計并構(gòu)筑了“多孔磚和纖維”結(jié)構(gòu)的仿貝殼納米復(fù)合氣凝膠（SCQs），通過在層狀纖維素納米纖維凝膠網(wǎng)絡(luò)中原位生長介孔無機礦物來實現(xiàn)。基于跨維度、跨尺度的結(jié)構(gòu)適配工作原理，該有機無機納米復(fù)合SCQs在環(huán)境壓力干燥過程中具有快速結(jié)構(gòu)回復(fù)能力，為氣凝膠材料的低成本規(guī)模化制備奠定基礎(chǔ)。制備得到的納米復(fù)合氣凝膠具有優(yōu)異的抗壓性能，可以承受成人的壓力而不變形，即使在更大的應(yīng)力下（1.6噸汽車碾壓），依然能夠恢復(fù)其原始形狀，同時具有優(yōu)異的彎曲柔性以適應(yīng)各種防護表面；另一方面，該氣凝膠具有優(yōu)異的絕熱性能，熱導(dǎo)率值低至17.4 mW m-1 K-1，遠低于理想的絕熱體-靜止的空氣，與目前航天用隔熱材料-多層隔熱氈相比，不僅具有更優(yōu)異的耐熱性能，而且在一個大氣壓或稀薄氣壓環(huán)境均具有更優(yōu)異的隔熱性能。多方面綜合優(yōu)勢使這一氣凝膠材料在航空航天、國防軍工以及智能電子熱防護領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。
展開 四川大學鄒華維教授團隊《AFM》：空間極端環(huán)境用仿生可逆粘附材料
大自然帶給了材料學家們無限的設(shè)計靈感，從荷葉、竹、木等的微觀多級結(jié)構(gòu)及特殊功能，到具有突出力學性能的貝殼珍珠母層、蜘蛛絲，以及具有水下超強粘附的貽貝蛋白，一系列高性能及功能化聚合物仿生材料受此啟發(fā)，相繼被研發(fā)并得到實際應(yīng)用。壁虎、蜥蜴等動物腳趾因其可以在物體表面產(chǎn)生強粘附并可輕易快速脫附而受到了人們的廣泛關(guān)注。研究表明，這一獨特的可逆粘附能力主要依賴于動物腳趾表面精細的多級剛毛結(jié)構(gòu)，并基于范德華力及毛細作用力等得以實現(xiàn)（圖1a）。受此可逆粘附原理啟發(fā)，過去二十年，研究人員重點圍繞物理結(jié)構(gòu)設(shè)計制備了一系列性能優(yōu)異的仿生可逆粘附材料，并在精密器件轉(zhuǎn)運、智能機器人、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。由于仿生粘附材料展現(xiàn)出的可逆特性及范德華力普適性相互作用，其在空間微重力、真空環(huán)境及多種材質(zhì)表面均能良好發(fā)揮其可逆粘附功能，因此在空間技術(shù)，如航天器及裝置在軌操作、艙內(nèi)及艙外機器人行走策略、空間碎片以及在軌飛行物捕捉等領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。近年來，美、歐等研究人員圍繞這些應(yīng)用展開了先期探索工作（圖1b）。然而，空間在軌高低溫及輻射等極端環(huán)境條件對聚合物基仿生粘附材料的使用性能將產(chǎn)生顯著影響，開發(fā)適用于空間環(huán)境的仿生可逆粘附材料，將對該類材料走向空間實際應(yīng)用，促進在軌服務(wù)技術(shù)的發(fā)展和革新具有重要意義。
圖1 具有可逆粘附能力的生物微結(jié)構(gòu)及其仿生材料空間應(yīng)用示意。（a）不同尺度下壁虎腳趾表面微結(jié)構(gòu)形貌（圖片來源：PNAS, 2005, 102 (2), 385-389）；（b）仿生可逆粘附材料用于空間站外部檢查機器人構(gòu)想圖（圖片來源：A. Parness, etc., presented at AIAA SPACE Conf. and Expo.
展開 
西工大《JMST》綜述：極端高溫環(huán)境用微/納米多尺度強韌化材料
微/納多尺度顯示出有效的增強、增韌效果，值得進一步研究，預(yù)示其針對在極端惡劣環(huán)境下應(yīng)用的高技術(shù)發(fā)展方面具有廣闊的前景和潛力。
本文對具有優(yōu)異綜合熱機械性能的碳基復(fù)合材料研發(fā)面臨的主要問題、挑戰(zhàn)和相應(yīng)可能的解決方案進行了總結(jié)與展望。
圖文解析
圖 1. 極端高溫環(huán)境用材料及其相關(guān)環(huán)境概覽
圖 2. 復(fù)合材料極端環(huán)境領(lǐng)域中應(yīng)用實例
圖 3 復(fù)合材料實驗室高溫氧化(a)和燒蝕(b)試驗，以及風洞沖蝕試驗(模擬真實的使用環(huán)境)(c)(相應(yīng)的試驗裝置圖見(d))
圖 4. (a)復(fù)合材料普適防護方法(包括(1)基體改性和(2)高溫防護涂層)，(b)有望應(yīng)用于極端高溫環(huán)境(例如高溫氧化，更劇烈的熱沖擊，燃燒氣體燃燒引起的燒蝕和腐蝕)用碳碳復(fù)合材料的微/納米多尺度增強體。
展開 【EI 檢索】第四屆能源、環(huán)境與材料科學國際學術(shù)會議(EEMS 2018）
第四屆能源、環(huán)境與材料科學國際學術(shù)會議(EEMS 2018）
會議時間：2018年6月22-24日
會議地點：新加坡
會議主辦方：AEIC學術(shù)交流資訊中心
EEMS 2018會議官網(wǎng)：http://eems2018.org/
>> News：EEMS 2018已上線至昆明理工大學冶金與能源工程學院官網(wǎng)！（點擊鏈接）
>> News：EEMS 2018已上線至南京理工大學泰州科技學院官網(wǎng)！（點擊鏈接）
>> News：EEMS 2018已上線至石浙江海洋大學石化與能源工程學院官網(wǎng)！（點擊鏈接）
>> News：EEMS 2018已上線至西安培華學院官網(wǎng)！（點擊鏈接）
第四屆能源、環(huán)境與材料科學國際學術(shù)會議(EEMS2018）由AEIC學術(shù)交流資訊中心主辦，昆明理工大學冶金與能源工程學院，浙江海洋大學石化與能源工程學院，南京理工大學泰州科技學院以及西安培華學院協(xié)辦，將于2018年6月22-24日在新加坡召開。
EEMS2018將圍繞“能源、環(huán)境與材料科學”的最新研究領(lǐng)域，為來自國內(nèi)外高等院校、科學研究所、企事業(yè)單位的專家、教授、學者、工程師等提供一個分享專業(yè)經(jīng)驗，擴大專業(yè)網(wǎng)絡(luò)，面對面交流新思想以及展示研究成果的國際平臺，探討本領(lǐng)域發(fā)展所面臨的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)問題和研究方向，以期推動該領(lǐng)域理論、技術(shù)在高校和企業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，也為參會者建立業(yè)務(wù)或研究上的聯(lián)系以及尋找未來事業(yè)上的全球合作伙伴。
論文出版：EEMS 2018會議的論文將被IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (EES)(Online ISSN: 1755-1315 Print ISSN: 1755-1307)出版，出版后提交EI檢索。目前該期刊 EI 檢索非常穩(wěn)定。
展開 濕熱環(huán)境下碳纖維復(fù)合材料宏-細觀損傷演化Vumat子程序。
濕熱環(huán)境下碳纖維復(fù)合材料宏-細觀損傷演化Vumat子程序。 感興趣的話和我私聊吧！
一石三鳥—光、濕、熱全穩(wěn)定的環(huán)境友好型銅基鈣鈦礦光伏新材料
甲胺鉛鹵鈣鈦礦(CH3NH3PbX3, X = I, Br, Cl)材料具有高的吸光系數(shù)、長的載流子擴散長度、可調(diào)控的直接帶隙、有趣的載流子輸運性質(zhì)和溶液法低成本制備等突出優(yōu)勢。此外，甲胺鉛鹵鈣鈦礦材料也應(yīng)用于LED、激光器、光電探測器甚至催化領(lǐng)域，儼然成為一種“萬能材料”。然而，CH3NH3PbX3吸光材料還存在穩(wěn)定性低、含有毒的鉛元素這兩個致命的缺點，這也是鈣鈦礦太陽能電池能否最終實用化所面臨的兩大挑戰(zhàn)性難題。因此，非常需要尋找一種新型高穩(wěn)定、低毒的有機無機雜化鈣鈦礦吸光材料。
【成果簡介】
近期，湘潭大學材料學院王金斌教授及鐘向麗教授等（共同通訊作者）在美國化學會旗下的國際知名期刊ACS Applied Energy Materials上發(fā)表題為“(C6H5CH2NH3)2CuBr4: A Lead-Free, Highly Stable Two-Dimensional Perovskite for Solar cell Applications”的研究論文。這項工作首次對環(huán)境友好型銅基鈣鈦礦材料(C6H5CH2NH3)2CuBr4的光電性質(zhì)、穩(wěn)定性及光伏性能進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)(C6H5CH2NH3)2CuBr4不僅具有較高的吸光系數(shù), 還具有優(yōu)異的全方位穩(wěn)定性，是目前報道的唯一能夠同時抵抗紫外光、濕、熱的不利影響的銅基鈣鈦礦材料。最后，文章證明了這種材料具有一定的光伏效應(yīng)。
【圖文導(dǎo)讀】
圖一：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，從SEM可以清楚地看到其層狀特征。
圖二：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有禁帶寬度1.81 eV、吸光系數(shù)高，并研究了其能帶結(jié)構(gòu)。
圖三：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有良好的濕度、熱穩(wěn)定性。
圖四：器件結(jié)構(gòu)及光伏效率。
展開 