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交叉集成上海交通大學(xué)在材料科學(xué)與其他科學(xué)與工程領(lǐng)域的綜合優(yōu)勢(shì)，協(xié)同發(fā)展基于材料基因組理念的材料學(xué)理論與計(jì)算、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)技術(shù)，加速創(chuàng)新在新模式下材料研究與應(yīng)用。牽頭建立校級(jí)“上海交通大學(xué)材料基因組聯(lián)合研究中心”學(xué)科交叉平臺(tái)；與MIT的Gerberd Ceder教授合作共建基于The Matenals Project的材料基因組亞洲中心；作為主要成員參與共建“上海市材料基因組工程研究院”；聯(lián)合上海同步輻射光源共建“材料高通量原位制備和表征線站”

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的多孔組織工程材料 灌注裝置，采用循環(huán)灌注模式進(jìn)行營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)/凝膠對(duì)去細(xì)胞神經(jīng)材料或其他 多孔神經(jīng)修復(fù)材料進(jìn)行灌注，可充分 提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度，更加快 捷有效實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在多孔組織工程 材料中的負(fù)載及分布

形成了具有中國(guó)自身特色的材料基因工程數(shù)據(jù)共享平臺(tái)技術(shù)，并據(jù)此建成便捷實(shí)用的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。基于材料基因工程思想，在國(guó)家“863”計(jì)劃（2015AA034201）支持下，建設(shè)國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng) 2.0 版。2017 年 5 月完成建設(shè)并實(shí)現(xiàn)上線運(yùn)行訪問(wèn)，滿足材料基因工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理需要（http://www.materdata.cn/）。該平臺(tái)同時(shí)承擔(dān)國(guó)家“863”計(jì)劃和北京市科技支撐計(jì)劃材料基因工程項(xiàng)目（D16110300240000）的數(shù)據(jù)匯交任務(wù)。材料基因工程數(shù)據(jù)共享平臺(tái)于2018年4月3日在北京舉辦的“863”課題驗(yàn)收會(huì)議上成功驗(yàn)收，并得到專家認(rèn)可。專家委員會(huì)主席秦高梧教授認(rèn)為：初步構(gòu)建了材料基因工程數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的框架，具有查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、下載以及對(duì)接數(shù)據(jù)挖掘等功能；初步形成了集熱力學(xué)計(jì)算、動(dòng)力學(xué)計(jì)算、有限元模擬、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析的多層次跨尺度一體化設(shè)計(jì)方法。為滿足該平臺(tái)的數(shù)據(jù)匯交和數(shù)據(jù)共享，開(kāi)發(fā)了材料科學(xué)數(shù)據(jù)DOI 注冊(cè)軟件[MaterDataDOI] v1.0，并獲得了該軟件的著作權(quán)（北京科技大學(xué)，2017SR056658）。除公益性數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)共享服務(wù)外，同時(shí)面向鋼鐵、有色等行業(yè)，提供定向資源共享以及專題性定制服務(wù)，探索公益性共享與定向服務(wù)數(shù)據(jù)共享機(jī)制和方式。

研發(fā)了一種基于礦物改性磷酸鹽基粘結(jié)增強(qiáng)工程材料，加水反應(yīng)形成具有極強(qiáng)粘結(jié)性能和優(yōu)良力學(xué)強(qiáng)度的無(wú)機(jī)晶體物，快速產(chǎn)生強(qiáng)度。該特種工程材料易于施工、粘結(jié)性能好、強(qiáng)度發(fā)展快、耐候、耐磨、耐火性好，可廣泛應(yīng)用于各種混凝土材料及結(jié)構(gòu)的快速搶修、修補(bǔ)、增強(qiáng)與加固。

本實(shí)用新型公開(kāi)了工程常用材料應(yīng)變測(cè)試補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償箱包括應(yīng)變補(bǔ)償箱箱面件和應(yīng)變補(bǔ)償箱內(nèi)件，應(yīng)變補(bǔ)償箱內(nèi)件包括萬(wàn)能補(bǔ)償材料板鑲嵌槽，每個(gè)萬(wàn)能補(bǔ)償材料板鑲嵌槽內(nèi)設(shè)置有補(bǔ)償材料體，所有萬(wàn)能補(bǔ)償材料板鑲嵌槽內(nèi)的補(bǔ)償材料體均不同，每個(gè)補(bǔ)償材料體上貼有至少兩個(gè)不同類型的補(bǔ)償應(yīng)變片，所有補(bǔ)償應(yīng)變片均連接到補(bǔ)償應(yīng)變片輸出轉(zhuǎn)換裝置，應(yīng)變補(bǔ)償箱箱面件上設(shè)置有與萬(wàn)能補(bǔ)償材料板鑲嵌槽數(shù)目一致的開(kāi)關(guān)組件，每組開(kāi)關(guān)組件都包括材料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、應(yīng)變片轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，應(yīng)變片轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為一選多開(kāi)關(guān)，應(yīng)變片轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的多觸點(diǎn)端連接同一萬(wàn)能補(bǔ)償材料板鑲嵌槽內(nèi)的補(bǔ)償應(yīng)變片，材料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為單刀開(kāi)關(guān)，同組的材料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和應(yīng)變片轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)互相串聯(lián)。

顆粒材料廣泛存在于自然界和人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中。對(duì)其力學(xué)性質(zhì)的研究不僅是當(dāng)前力學(xué)學(xué)科的重要基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題之一，也與諸多工程科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，包括沙漠環(huán)境下的仿生機(jī)器人技術(shù)，沖擊防護(hù)工程，地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)等。圍繞我國(guó)探月工程重大項(xiàng)目需求，研究課題組近年來(lái)系統(tǒng)開(kāi)展了與月壤采樣密切相關(guān)的顆粒物質(zhì)動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)及其螺旋輸動(dòng)力學(xué)行為等方面的研究。研究成果不僅為我國(guó)航天工程實(shí)現(xiàn)提供了可靠的技術(shù)保障，而且在顆粒材料力學(xué)理論研究方面取得了一些重要基礎(chǔ)性成果。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 顆粒材料廣泛存在于自然界和人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中。對(duì)其力學(xué)性質(zhì)的研究不僅是當(dāng)前力學(xué)學(xué)科的重要基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題之一，也與諸多工程科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，包括沙漠環(huán)境下的仿生機(jī)器人技術(shù)，沖擊防護(hù)工程，地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)等。圍繞我國(guó)探月工程重大項(xiàng)目需求，研究課題組近年來(lái)系統(tǒng)開(kāi)展了與月壤采樣密切相關(guān)的顆粒物質(zhì)動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)及其螺旋輸動(dòng)力學(xué)行為等方面的研究。研究成果不僅為我國(guó)航天工程實(shí)現(xiàn)提供了可靠的技術(shù)保障，而且在顆粒材料力學(xué)理論研究方面取得了一些重要基礎(chǔ)性成果。剛性介入體壓入過(guò)程中形成的顆粒材料固化區(qū)（粉紅色三角形AOB）以及流化區(qū)（綠色部分）應(yīng)用范圍該項(xiàng)研究不僅在顆粒材料理論研究方面具有重要的理論價(jià)值，而且已應(yīng)用到探月工程月壤采樣鉆采工藝規(guī)程設(shè)計(jì)當(dāng)中。項(xiàng)目階段課題組發(fā)表在NatureCommunications 上的研究工作證實(shí)了顆粒材料具有復(fù)雜流體的典型特征。通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)壓入實(shí)驗(yàn)，定量表征了介入體在顆粒材料中的阻力- 深度特征曲線。并從理論上了證實(shí)：通過(guò)引入一個(gè)與顆粒材料內(nèi)摩擦角相關(guān)聯(lián)的比例系數(shù)，流體力學(xué)中的經(jīng)典阿基米德定律能夠用來(lái)描述顆粒流的準(zhǔn)靜態(tài)阻力。即介入體準(zhǔn)靜態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力正比于顆粒密度和排開(kāi)的材料體積。修正后的阿基米德定律中的比例系數(shù)是顆粒材料內(nèi)摩擦角的強(qiáng)非線性函數(shù)。該理論結(jié)果不僅能夠被課題組自身的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，而且能夠被已有文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所驗(yàn)證。擴(kuò)展的阿基米德定律中的比例系數(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)已經(jīng)獲得相關(guān)專利授權(quán)。合作方式合作開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可。

采用等離子噴涂方法在機(jī)械零部件表面進(jìn)行涂層加工，使機(jī)械零部件具有良好的耐磨、防腐、熱障、散熱等性能，廣泛應(yīng)用于軋輥、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件、生物醫(yī)療、電子器件等領(lǐng)域。所研制的WC-Co、Ni-Al2O3、Cr2O3、Al2O3-TiO2、ZrO2等涂層已成功在多家企業(yè)獲得應(yīng)用，大大提高了工件的使用壽命并大幅度降低成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯

超高韌性混凝土（UHTCC） 硬化后具有顯著的應(yīng)變硬化特征，在拉伸荷載作用下可產(chǎn)生多條細(xì)密裂縫，極限裂縫寬度小于0.1mm，極限拉應(yīng)變可穩(wěn)定地達(dá)到3％以上。該材料的極限拉應(yīng)變是混凝土拉應(yīng)變 (0.01%)的300倍以上，鋼筋屈服應(yīng)變 (0.15%) 的20倍以上。采用UHTCC永久性模板-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)方法，在模板設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用模板的連接件和面板來(lái)分散混凝土主體結(jié)構(gòu)上的裂縫，借助UHTCC材料的裂縫無(wú)害化分散能力將混凝土結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫分散成寬度小于0.1mm的無(wú)害裂縫，通過(guò)這樣的方法可以有效控制大體積混凝土表面的裂縫，從而提升其耐久性

本項(xiàng)目圍繞我國(guó)典型工業(yè)廢水處理/城鎮(zhèn)污水提標(biāo)處理關(guān)鍵技術(shù)難題，通過(guò)基礎(chǔ)研究-材料開(kāi)發(fā)-技術(shù)發(fā)明-工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列經(jīng)濟(jì)、高效的新型廢水處理功能材料及其水處理集成技術(shù)，并應(yīng)用于典型工業(yè)廢水/城鎮(zhèn)污水處理工程。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的新型廢水處理功能材料及其水處理技術(shù)已成功應(yīng)用于多個(gè)城鎮(zhèn)污水提標(biāo)改造/典型工業(yè)廢水處理與回用等水處理工程，解決了相關(guān)行業(yè)廢水處理中的諸多難題，促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，顯著提升了城鎮(zhèn)污水/工業(yè)廢水處理的技術(shù)水平，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。