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科技“点亮”材料,博览助力成才

[日期:2024-12-06] 来源:中化新网  作者: [字体: ]

11月15日—20日,由北京化工大学材料科学与工程学院主办的第十三届材料博览会在北京昌平举行。

据了解,材料科学与工程学院以最早建立的高分子(聚合物)材料为特色,现已兼顾复合材料、无机非金属材料和金属材料协同发展。本届材料博览会分为知专业、爱专业、学专业,以及互动区4大展区,展出实物展品80余件,包括刷爆全网“黑黄金”碳纤维录取通知书,还有可以消失在土里的可降解“小白鞋”等。此外,255块展板还分别呈现了学院发展历程、科研团队的学术前沿、产学研合作及校友企业、奖学励志的榜样风采以及学科竞赛的累累硕果。

博览“新材”,看材料百花齐放

走进材料博览会知专业展区,一艘蓝白扎染色的皮划艇首先夺取众人的视线。一位女生单手就能提起皮划艇一角,展示出其轻便性。“该皮划艇在减重20%的基础之上,依然可以满足皮划艇多项性能要求。”讲解志愿生介绍道:“它采用了滚塑发泡工艺制造,使用交联聚乙烯作为材料,不但轻便,更具有超高耐环境应力、耐老化性能、优异的冲击性能和刚性。”

在矩形展台的众多高科技产品间,两双小白鞋显得尤为“平易近人”。材料科学与工程学院辅导员于璐向记者介绍道:“这就是之前的网红可降解小白鞋。将鞋底埋入堆肥土壤中,仅需大半年时间,它便能完全降解,无迹可寻。”“小白鞋”为何会消失在土里?讲解志愿生说,“这款可降解鞋的鞋底采用北化大自主开发的生物基可降解聚酯橡胶材料,鞋面和鞋垫则采用大麻纤维、竹纤维材料、玉米秆乳胶材料等,因此可以在自然环境中降解。”

“大家还记得前段时间很火的能切西瓜的碳纤维录取通知书吗?”一位讲解志愿生指着北化大2024年高考录取通知书说道,“该录取通知书,采用具有“黑黄金”之称的碳纤维复合材料制成,由我校材料科学与工程学院先进复合材料研究中心(ACC团队)自主研发的新型碳纤维复合材料制作,厚度仅为0.2毫米。在阳光下变换角度,通知书还能呈现颜色变化,展现材料科学之美。”

除碳纤维通知书外,博览会还展出了多种碳纤维产品,包括“若重举轻”的羽毛球拍、鱼竿、冰壶推杆,以及实现国产化从无到有突破的碳纤维雪车,就连宇宙的中国空间站中也有北化大碳纤维的身影,真正实现从小区广场到奥林匹克,从民间鱼塘到航空航天。

博览会上记者还看到许多科技造福生活的实例。有庞然大物“轮胎天团”,其中,碳纳米管橡胶轮胎高导热、低生热,“气囊体”结构轮胎兼具安全、经济、耐磨特性;还有在航空航天、电力电子、新能源等领域实现重要应用的聚酰亚胺纤维产品,包括钢瓶、头盔、保温隔片背心、防电弧服、消防服等;更有诸多美容保养产品,包括来自高分子微针实验室的微针和面膜展品,胶原及明胶实验室的各种护肤品、洗发沐浴展品等。

动手“成材”,感受材料科学生命力

来到互动区,记者看到广大学子对未知的探索欲,对材料的求知欲。

相信许多人小时都玩过荧光玩具,荧光笔、荧光弹力球、荧光指甲油……在荧光奇境项目展台,同学们可以探索童年乐趣的秘密,看见材料梦幻之光。

材料科学与工程学院、软物质科学与工程高精尖创新中心光功能有机高分子聚集态材料实验室硕士研究生邓如帅说:“发出荧光根本在于聚集诱导发光(AlE)材料,大家可以从桌上这10瓶溶剂中选择一个交给我。”大家依次将选好后邓如帅将原液与溶剂混合后放入样品瓶,并在黑暗环境下用手电照射,样品瓶果然呈现出耀眼的黄色、绿色、蓝色等荧光色。同学们既惊讶又好奇。

对于发光原理,邓如帅解释道,“AIE材料具有固态强发光、光稳定性好、高灵敏度、波长可调控等特点。AlE在稀溶液中,分子内基团可自由旋转或振动,激发态能量通过非辐射方式耗散,荧光微弱;而聚集时,分子间相互作用限制了这种运动,减少能量损失荧光增强。该分子兼具扭曲分子内电荷转移性质,对极性环境敏感,在不同极性溶剂中会表现出不同波长发射呈现出蓝橙红光。”

在众人感叹之余,一位同学问道:“这个荧光技术可以用于做什么?”

“该技术不但可以用于代替墨水打印、显影、生物照明等普通场景,还能用于如标记癌细胞位置的医疗等场景。”邓如帅如是说。

当你在手表后盖轻轻放入一颗纽扣电池,“嘀嗒”一声,时间开始流动,而纽扣电池的创意之旅也由此启程。纽扣电池项目展台让大家窥见纽扣电池小小的“身体”里如何能隐藏巨大能量。

材料科学与工程学院硕士研究生王智慧首先为大家演示了纽扣电池的组装过程,随后解释道,“纽扣电池凭借其高效的电化学反应方式,能够在较小的体积内实现更高的电荷转化效率,储存更多电量。此外,更先进的电极材料和电解质也进一步提升了其储能能力。”

此外,护手霜制作以及3D打印等互动展台也十分受欢迎。一个油相加一个水相,就能制作出护手霜,同学们纷纷尝试;给3D打印机一个指令,他能还你一个精妙绝伦的三维实体。“由于3D打印技术不受传统制造方式的限制,因此它能够打印出各种复杂形状和结构的物品,这些物品往往难以通过传统制造方式获得。”志愿讲解员介绍道。

新知“润材”,启材料学子智慧

爱专业展区,让学生们看见科研成果的高效转化:目前,材料科学与工程学院累计共有56项产学研合作企业奖学金和6项教师集体(个人)奖学金,2023年产学研合作及校友企业奖学金24项,年奖励金额336万元,惠及学生600余名;了解学院社会资助专项奖学金设置:学院坚持‘育人为本,德育为先’的教育理念,通过‘奖、补、减、勤、助、贷’体系,帮助每一位‘材子’实现梦想,学院‘萤火虫计划’也能提升家庭经济困难学生的综合能力;看见材料科学与工程学院的“科研之美”:也许对于工科最大的误解就是科研是枯燥的,在追求真理与科学研究的过程中我们也能发现许多绝美瞬间,或者在一次偶然的映射测试中,就会呈现在黑夜里闪光兔子。

学专业展区,让学生们看见学院国家奖学金学生风采,以及学院本科生科技创新竞赛的诸多成果。据介绍,材料科学与工程学院依靠学科特色,充分发挥科教融合及产学研优势作用,持续推动学生创新创业能力培养。“材院之生”积极响应学院号召,充分展现“材子”匠心风采,每年本科生获得各类国家级竞赛奖50余人次,其他省部级奖100余人次。参与大学生创新创业训练计划近100项,参与学生350余人次,2024年,本科生参与发表论文55篇,其中本科生一作30篇,参与申请专利14项。

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