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土木工程学院举办《绿色建筑技术》前沿微课讲座:基于绿色建筑技术需求的拉胀蜂窝超材料压缩变形机理与吸能特性研究

发布日期:2025-12-12 17:40    作者:周建    编辑:结构系  审核:涂义亮  浏览量:7

为拓宽学生学术视野,推动学科交叉创新,2025年12月12日下午,重庆大学土木工程学院桥梁与道路工程研究所副所长钟轶峰教授受结构系教师周建邀请为我院师生带来题为“基于绿色建筑技术需求的拉胀蜂窝超材料压缩变形机理与吸能特性研究”的专题学术讲座。作为“前沿微课”系列学术活动的重要组成部分,本次讲座吸引了学院100余名师生齐聚南岸校区第二教学楼405教室。讲座旨在回应国家“双碳”战略与建筑业绿色智能转型升级对复合型创新人才的迫切需求,为我校学子打开一扇连接前沿学科动态与个人科研能力培养的窗口。

报告伊始,钟轶峰教授以全球可持续发展与“双碳”目标为背景,指出传统建筑材料在轻量化、节能性与环境适应性方面的局限,进而引出拉胀蜂窝超材料这一新兴研究方向。他强调,拉胀材料具有独特的负泊松比特性-受拉伸时横向膨胀,受压缩时横向收缩,这一反常规力学行为为其在缓冲吸能、自适应结构等领域提供了广阔应用前景。将此类材料与绿色建筑技术结合,有望推动建筑行业向更轻、更强、更智能、更低碳的方向转型。

在核心内容部分,钟轶峰教授系统阐述了其团队通过理论建模、数值模拟与实验验证相结合的方法,对拉胀蜂窝超材料的微观构型设计、宏观压缩变形机理及能量吸收特性开展的深入研究。研究通过精细化调控蜂窝结构的几何参数(如壁厚、胞元形状、层级设计),实现了材料力学性能的“可编程化”,使其在不同应力环境下表现出差异化的变形模式与能量耗散机制。

钟教授结合动态加载实验视频与仿真动画,直观展示了拉胀蜂窝结构在受压过程中独特的渐进折叠变形行为,并定量分析了其较传统材料显著提升的比能量吸收率(单位质量吸能量)与可控的应力平台特性。他指出,这类材料在建筑抗震缓冲层、可调节隔热隔声构件、轻质防护结构等领域具有重要应用潜力,能够有效提升建筑的安全性与环境适应性。

报告进一步探讨了拉胀蜂窝超材料与绿色建筑技术需求的具体对接点。例如,利用其多孔结构与可变形特性,可开发兼具保温隔热、通风透湿与耗能减震功能的集成化墙体系统;其轻质高强特性有助于减少建材运输与施工能耗,符合绿色建造理念;而通过响应环境刺激(如温湿度变化)实现形态与性能的自调节,则为发展“智能活建筑”提供了材料基础。钟教授强调,这一研究体现了从“材料设计”到“结构赋能”再到“系统集成”的创新路径,是土木工程与材料科学、力学、环境科学深度交叉的典型范例。

在互动环节,在场学生踊跃提问,问题涵盖材料制备工艺、经济成本分析、长期耐久性以及在实际工程中的落地挑战等多个方面。钟轶峰教授逐一细致解答,并鼓励同学们在学术研究中“勇于跳出框架,关注学科交叉”,将国家战略需求与个人专业兴趣相结合,在绿色建筑、智能建造等新兴领域寻找创新切入点。他特别提到,基础研究的价值在于为未来技术播下种子,期待青年一代能为可持续发展贡献智慧。

 

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