香港城市大学实现全球首次陶瓷4D打印


 发布时间:2021-04-21 19:41:18

香港城市大学30日在一份声明中表示,该校科学及工程学院院长、机械工程讲座教授吕坚获选为法国国家技术科学院院士,以表彰他在材料科学与工程、机械工程,以及力学研究等领域的贡献。当天,法国国家技术科学院在法国大皇宫的总部举行典礼,向吕坚及其他8位新当选的院士颁发院士荣衔。城大在声明中说,吕坚是研究机械结构特性的前驱,主要从事物料力学、实验力学、残余应力、表面工程等领域的研究,着重推动科技发展以及实际应用。他发表的学术文章均广受专业领域学者的注意,影响深远。近期的文章主要关于机械系统预应力工程、表面纳米化和纳米力学、生物材料、力学性能等。据悉,吕坚生于1961年,祖籍江苏。1978年,17岁的吕坚考入北京大学化学系,一个学期后获派前往法国贡比涅技术大学留学,1986年获得博士学位。之后,吕坚就在法国机械工业技术中心从事残余应力的基础与应用研究。1999年,法国教授联合会全国委员会提名他成为当时法国在机械、土木、力学等专业最年轻的一级教授之一。2005年,吕坚出任香港理工大学机械工程系系主任兼讲座教授;2010年被香港城市大学聘任为科学及工程学院院长。“残余应力”指的是没有外力作用下在物体内部保持平衡而存留的应力。

吕坚致力于探研残余应力从何而来、在材料使用过程中会起到什么作用、以及在设计产品时如何加入预应力,使飞机、高速火车、汽车等更轻、更节省能源和更安全,并减少环境污染。此外,他在表面工程方面也取得杰出成就。对于获得院士头衔,吕坚表示,所有法国国家技术科学院院士都是出色的学者或是各技术科学领域的著名专家,能够获选为法国国家技术科学院院士,并成为该院当选的第一个华裔院士,我既高兴又感到自豪。法国国家技术科学院于2000年成立,该学院院士致力分析人类面临的重大挑战并提出解决方案。2010年,法国国家技术科学院共有265位院士。(记者 林建杨)。

香港城市大学吕坚教授团队近期在材料研究方面取得突破性进展,实现全球首次陶瓷4D打印,并提出“3D打印弹性体-自变形-陶瓷化”的4D打印陶瓷概念。这种新型材料,不仅非常坚固,而且可以打印出复杂形状,在3C产品、航天器零部件特别是航空发动机制造等方面,拥有很大应用潜力。据报道,随着现代科技的发展,陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分,是许多高技术领域发展的重要关键材料,尤其受到各工业发达国家的关注,其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。吕坚教授表示,在过去数十年研究增材制造、3D打印的基础上,他率领团队进行陶瓷材料研究。在国家自然科学基金委等机构的支持下,吕坚通过2年半的努力,在全球首次实现陶瓷4D打印。吕坚表示,陶瓷的熔点很高,常规的激光打印技术制造陶瓷非常困难,而现有的3D打印技术制造的陶瓷前驱体通常难以变形,影响了复杂形状陶瓷制品的生产。为此,吕坚团队研制出由某种聚合物和陶瓷纳米粒子混合而成的“陶瓷墨水”。使用这种“墨水”的3D打印陶瓷前驱体非常柔软,令陶瓷4D打印成为可能。吕坚称:“4D打印,一般是指在3D打印的基础上增加一个时间维度,使得在热、水、磁场等一定刺激下,4D打印的物体可以随时间推移变形或自我重塑。

” 吕坚表示,其研究团队共研究出2套陶瓷4D打印的方法。利用受到拉伸的陶瓷前驱体中所储存的弹性能量来进行变形,当拉伸过的陶瓷前驱体被释放时,它们就会自我重整,经过加热处理后,前驱体变成陶瓷制品。吕坚介绍,4D打印出的陶瓷产品,具有多方面优势。首先,当需要制造一系列相似形状的陶瓷时,4D打印只需要相对简单的图纸设计,就可衍生出一系列形状相似且连续可变的结构,而传统3D打印只能1张图纸对应1个结构。4D打印陶瓷将十分高效,尤其是在定制设计上。此外,吕坚团队研究提出的“3D打印弹性体-自变形-陶瓷化”的4D打印陶瓷的概念,可有更广泛的变体和应用,譬如引入形状记忆变形等,令4D打印方法上的多样性,为设计制造用其他方法很难实现的复杂陶瓷结构提供巨大的自由度。同时,作为陶瓷前驱体的弹性体具有强变形能力,可提高结构材料适应复杂应用环境的能力。陶瓷结构具有很高的比强度,并且可以兼具高强度和大尺度。

中共中央台办、国务院台办日前批复,同意在江西省景德镇中国陶瓷博物馆设立“海峡两岸交流基地”。这是继鹰潭龙虎山后,江西省获批的第二个“海峡两岸交流基地”。“海峡两岸交流基地”是由国台办重点推动,适应两岸关系发展新形势、突出地方资源特色、深化两岸交流合作的新平台。景德镇是著名的“瓷都”,有着独特的品牌优势和文化魅力,对促进台海交流具有重要纽带作用。每年的景德镇国际陶瓷博览会吸引来自港澳台各界陶瓷艺术爱好者参展,同时也吸引了一些台商落户景德镇。江西省台办相关负责人表示,基地的批准设立,为进一步促进两岸陶瓷产业合作、扩大陶瓷文化交流拓展了新的空间;为深入推进赣台文化交流、经贸合作和人员往来、促进两岸关系和平发展搭建了新平台。

陶瓷 吕坚 变形

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