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土木工程学院举办《土木工程案例分析》前沿微课讲座:拉胀超材料:赋能下一代绿色建筑

发布日期:2026-05-29 10:14    作者:    编辑:结构系  审核:  浏览量:0

为拓宽学生学术视野,推动学科交叉创新,近日,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学院邀请,为师生带来题为“拉胀超材料:赋能下一代绿色建筑技术”的前沿微课专题讲座。作为学院前沿微课系列学术活动的重要一环,本次讲座吸引了100余名师生到场参加,共同探索新型力学超材料在绿色建筑领域的创新应用与未来前景。

讲座伊始,钟轶峰教授以全球可持续发展与“双碳”目标为背景,深刻剖析了传统建筑材料在轻量化、节能性与环境适应性方面的局限性,进而引出了拉胀蜂窝超材料这一颠覆性的前沿研究方向。他指出,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。这一反常规的力学行为赋予其优异的能量吸收能力、抗冲击性、断裂韧性和振动隔离性能,为缓冲吸能、自适应结构等领域提供了广阔的应用前景。

 

在核心内容部分,钟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所开展的深入研究。通过精细化调控蜂窝结构的几何参数,如壁厚、胞元形状和层级设计,研究实现了材料力学性能的“可编程化”,使其在不同应力环境下能够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与可控的应力平台特性,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的应用潜力,能够有效提升建筑的安全性与环境适应性。

讲座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。钟教授指出,利用其多孔结构与可变形特性,可以开发兼具保温隔热、通风透湿与耗能减震功能的集成化墙体系统;其轻质高强特性则有助于减少建材运输与施工能耗,与绿色建造理念高度契合;而通过响应环境刺激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。在互动环节,到场师生踊跃提问,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。

钟轶峰教授寄语青年学子:拉胀超材料不是对传统材料的简单替代,而是通过结构创新实现性能跃升,这为土木工程开辟了全新的设计维度。土木工程的未来在于跨界创新,既要深耕力学本质,又要拥抱材料科学、人工智能等新兴领域,建立“结构-材料-功能”一体化思维。在“双碳”目标驱动下,兼具轻量化、智能化、可持续特征的新型工程材料研发,正在重塑土木工程学科的发展图景。本次前沿微课讲座不仅系统梳理了拉胀超材料的技术体系与发展前景,更通过大量研究成果展现了理论创新的实践价值,为学生们的科研探索和工程实践方向提供了宝贵的启发,也为现代城市建设和基础设施的绿色升级注入了新的动能。

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