智能及仿生材料技术专利态势分析

以压电陶瓷、形状记忆合金、自清洁与自修复高分子材料、电（磁）流变体、电（磁）致伸缩材料等为对象,分析了国际智能与仿生材料技术专利申请与研发情况,揭示了专利申请活动的时间、空间、机构、技术布局、重点专利技术追踪与演进等方面的特点,并对当前主要态势进行了总结分析。     

仿生计算的生物信息学应用及思考

仿生计算是目前比较热门的计算方法，生物信息学也是一个很有希望的交叉学科。本文归纳了仿生计算的特点，介绍了其在生物信息学中的最新的一些应用方法，并对仿生计算方法进行了思考和总结。     

建筑装饰中新材料和新技术的应用

建筑装饰是当下社会生活的必需消费品,是人民生活水平不断提高的具体体现.     

材料芯片——发现新材料的革命性方法

新材料是社会发展的前沿支柱产业之一。人们生活水平的提高和社会的进步无不与新材料的发现息息相关。然而，在浩瀚无尽的物质世界中，如何快速发现具有特殊性能的新材料？传统的“炒菜式”材料发现方法周期长、费时费力，显然不能满足社会飞速发展的需要。过去１０多年来，组合化学使制药工业发现新化合物的方法产生了革命性的变革，并彻底改变了开发新药的方法。现在，材料学家正在用类似的方法来加速发现新材料的进程。这种革命性的新材料发现方法———材料芯片技术，正在世界范围内迅速发展，并逐渐形成了一门新的学科———组合材料学…     

新材料产业的技术发展

新材料产业主要包括电子信息材料、生物医用材料、新能源材料、环保材料、新型建材、高性能结构材料、纳米材料、超导材料八大领域。从应用来看，新材料产业的很多领域是针对特定的行业的，如电子信息材料、生物医用材料、新能源材料、环保材料和新型建材，而有些领域则具有广泛的影响力，如高性能结构材料、纳米材料和超导材料。     

高技术新材料的发展方向

高技术新材料是指新近研制成功或正在研制的、具有比传统材料更优异的特性和功能，能够满足高技术发展需要的新型材料。它具有多学科交叉和知识密集、技术密集的特点，是一类品种繁多、结构特性好、功能性强、附加值高、更新换代快的材料。目前全世界已经注册的新材料约有３０万种，并且还以每年大约５％的速度迅速增长，其中相当一部分具有发展成为新材料产业的潜力。新材料与现代科学技术特别是高技术联系密切，它们互相依存、互相促进，共同推动经济发展和社会进步。一种新材料的出现，可以给人类的生产和生活带来新的变化，甚至引起生产…     

仿生材料研究综述

生物与环境长期相互作用下形成了优异的功能与完美的结构,新型材料的发展对于推动社会进步的重要性不言而喻。仿生科学作为新型结构功能材料的研发新思路得到突破性发展。从一些天然材料的复合结构和优异功能出发,介绍了仿生材料的特点及其研究领域的一些成果。天然复合材料优良的力学性能,与材料的微观结构有显著直接关系。以天然材料作为设计思维的来源制作出高性能仿生材料,主要包括结构仿生材料与功能仿生材料,已经被应用于社会生产的多个领域。随着科技发展,计算机模拟作为一种高效、经济环保的设计方式,对于仿生材料发展有极大地推进作用。     

建筑工程中新技术及新材料的应用

近年来,施工工程中不断出现的新技术和新工艺给传统的施工技术带来了较大的冲击,这一系列新技术的出现使施工效率得到了提高,一方面它降低了工程的成本、减少了工程的作业时间,另一方面更是增强了工程施工的安全可靠度,为整个施工项目发展提供了更为广阔的舞台。     

前景诱人的仿生材料

几十亿年的进化历程使得自然界生物体某些部位巧夺天工，具有特殊性质，给人研究仿生材料以启迪。例如甲壳虫可以将糖及蛋白质转化成为质轻然而强度很高的坚硬外壳；蜘蛛吐出的水溶蛋白质在常温下竟变成不可溶的丝，却比防弹背心材料还要坚韧；鲍鱼（石决明）以及人们通常认为用途不大、极简单的物质如海水中的白垩（碳化钙）结晶形成的贝壳，其强度两位于高级陶瓷。此外，自然界中还有许许多多具有神奇功能的普通物质，例如锋利的鼠牙可以咬透金属罐头盒；胡桃木及椰子壳可以抵抗开裂；犀角可以自动愈合；贻贝的超粘度分泌液可以将自己牢固…     

压电陶瓷材料的发展及其新应用

综述了近年来国内外压电陶瓷材料的最新研究进展，对于在生产实践中所采取的一系列压电陶瓷改性措施，包括沉淀法、溶盐法、溶胶-凝胶法及水热法等的优缺点作了比较，强调了低温烧结的优越性，特别指出它们在含铅的锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷与不舍铅的铋层压电陶瓷和不合铅的钙钛矿型压电陶瓷制备中的重要作用；最后，简要介绍了压电陶瓷一些重要的新应用。     

摩阻材料的发展历程与展望

以增强纤维的选用为线索 ,回顾了汽车用摩阻材料发展历程中具有代表意义的几个阶段 ,分析了各阶段的特点 .介绍了目前摩阻材料的发展概况 ,对摩阻材料的发展提出了一些看法     

卫星结构技术发展对新型复合材料的需求分析

 新材料、新工艺的不断进步和变革是卫星结构技术发展的基础和保障,结构技术的发展方向与需求又是新材料、新工艺发展的源动力。本文从设计角度出发,根据后续卫星型号发展趋势,梳理了结构专业技术的重点发展方向,提出了后续新型复合材料的应用需求。     

基于仿生模式的人脸识别

我们提出了基于“认识”事物的人脸识别.以同类样本全体的连续性规律为基本出发点把人脸识别看成人脸 “认识”的问题而不是人脸分类划分,与以“最佳划分”为目标的传统统计模式识别相比, 本文的方法更接近于人类“认识”事物的特性.同一人脸的分布在低维空间中具有一定的类聚性而不同人脸的覆盖范围相互交织.随着空间维数增加,同类样本内聚性减弱,不同类样本互斥性增强;空间维数继续增加,同类样本内聚性与不同类样本互斥性反而都会减弱.将待识别人脸在某一空间进行覆盖范围的识别.若属于多个侯选人脸覆盖范围,进而运用Fisher人脸     

仿生二级微沟槽表面减阻特性数值模拟

快速游动的鲨鱼,其皮肤表面布满沿流动方向的沟槽,这种沟槽能够减小鲨鱼游动过程中的阻力。通过仿生技术人们设计了一系列具有单一尺度的沟槽结构,如V型、L型、U型等(定义为原始沟槽),并获得了一定的减阻效果。然而通过仔细观察,发现鲨鱼皮肤表面的沟槽并非是单一尺度的。根据这一启发,通过在原始V型沟槽顶部两侧增加小尺度三角形突起,设计了一种二级沟槽表面。利用RNGk-ε湍流模型,对原始V型沟槽和二级沟槽表面进行了流场分析。讨论了在不同雷诺数的情况下,两种沟槽壁面对湍流边界层内速度分布、沟槽壁面切应力及减阻效果的影响。计算结果表明,在一定雷诺数范围,原始V型沟槽最佳减阻4.6%,二级沟槽结构最佳减阻8.07%,二级沟槽减阻效果明显优于原始V型沟槽。二级沟槽表面能够更有效地抑制边界层内湍流流动,减小了流体流动的黏性阻力,具有更好的减阻效果。     

仿生叶轮机构水上推进特性仿真与试验

对一种水上仿生推进装置进行流体力学仿真,并根据处于多种工况下若干组仿真数据,对该推进装置的力学特性进行分析。着重研究并归纳在不同转速和出水高度条件下,推进装置的升力、推力和功率曲线的变化规律,总结有助于仿生推进装置设计与优化的结论。最后,借助叶轮机构试验系统进行相关试验,并用试验数据来印证分析结论的合理性。结果表明,随着转速的提高,推进装置所产生的升力和推力同时增加,机械总效率和推进效率增大,但托举效率减小;当推进装置的轴心距水面越高时,在一定范围内,其推进效率和托举效率越大。合理的结构设计能够大幅提升装置在各种工况下的推进效率和托举效率。     

3D打印UV与ABS材料仿生表面摩擦学性能

对在干摩擦条件下仿生表面对摩擦副的作用机理与影响规律进行了研究.实验以光敏树脂(UV)和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)2种高分子材料为样品,利用3D打印技术分别加工出具有仿生表面与光滑表面的试样.干摩擦条件下,在摩擦磨损试验机上进行球-面摩擦磨损实验,测量UV与ABS的摩擦系数与磨损量,并用激光共聚焦显微镜与体视荧光显微镜观察磨损表面.研究结果表明:载荷与转速的改变会引起摩擦系数与磨损量的变化.UV仿生表面在3N载荷与200r/min转速、5N载荷与200r/min转速和3N载荷与400r/min转速工况下平均摩擦系数分别为0.534、0.598和0.642;在5N载荷下相较3N磨损量提高了40.0%,在400r/min转速下相较200r/min磨损量提高了185.5%.ABS仿生表面在3N载荷与200r/min转速、5N载荷与200r/min转速和3N载荷与400r/min转速工况下平均摩擦系数分别为0.336、0.346和0.378;在5N载荷下相较3N磨损量提高了2.69%,在400r/min转速下相较200r/min磨损量提高了12.5%.UV样品为粘着磨损,而ABS样品黏着...     

仿生表面微结构减阻优化及机理研究综述

介绍了自然界中几种较为典型的非光滑结构表面生物,阐明了合理表面微结构可以改变近壁区湍流结构的规律,针对表面微结构的类型、减阻研究实例、减阻机理和减阻应用等4个方面进行了评述,提出了沟槽扩展类型,并指出减阻机理研究应拓展至复杂形态结构。分析表明:微结构类型对减阻效果有较大影响,减阻优化及其机理研究是仿生表面微结构减阻工作的重点,仿生表面微结构减阻优化可进一步提高节能降耗的效率,在飞行器、高速列车、汽车等工程领域具有广泛的应用前景。     

机器人足仿生柔性减振设计与试验研究*

基于大壁虎脚趾倾斜刚毛结构和猫头鹰覆羽/表皮微孔结构,设计了两种黏弹性履带。一种具有倾斜柱状阵列结构,另一种同时具有倾斜柱状与微孔复合阵列结构。利用刚柔混合有限元分析,计算了这两种黏附带安装在轮足式机器人柔性足脱附后能量衰减情况,以及柔性足关节反力变化,并与普通黏附带进行了比较。通过实验对计算结果进行了验证。结果表明:具有倾斜柱状结构的黏附带可以降低脱附力至普通黏附带的80%,并在一定程度上减小了脱附时黏附带能量集聚,加速了脱附后能量耗散,衰减时间约为普通带的72%;具有倾斜柱状与微孔复合结构的黏附带在降低脱附力,减小能量集聚的同时,进一步增强了减振效果。其衰减时间约为普通黏附带的30%。     

Phylogenetic position of sponges in early metazoan evolution and bionic applications of siliceous sponge spicules

Sponges are the oldest and the simplest but not primitive multicellular animals. They represent the earliest evolutionary metazoan phylum still extant. It was a long and painful scientific process to posi-tion the most enigmatic and mysterious metazoan,the Porifera,into their correct phylogenetic place among the eukaryotes in general and multicellular animals in particular. As living fossils,sponges provide the best evidence for the early evolution of Metazoa. More recently,interest has been focused on the bionic applications of sponges' siliceous spicules,after the discovery of their unique structure and high fiber performance. In this review,the emergence of sponges,evolutionary novelties found in sponges,and the phylogenetic position of sponges in early metazoan evolution are highlighted. In ad-dition,the present state of knowledge on silicatein-mediated "biosilica" formation in marine sponges,including the involvement of other molecules in silica metabolism and their potential application in nanobiotechnology and medicine,is given.