生物材料的特点精选(十四篇)

篇1

关键词：纳米材料，教学方法，教学质量

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的新兴学科领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等领域[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推动人类未来发展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有广泛的应用前景。纳米科技的迅猛发展将促使几乎所有的工业领域产生一场革命性的变化。

纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行探讨。

1 教学目的制定

课程的目的是通过课堂教学，使硕士研究生能够了解、掌握纳米科学与技术的概念、分类及其特点，了解和掌握纳米材料的基本物理和化学性能；掌握纳米材料的主要制备方法和原理；掌握纳米材料的结构分析测试方法；了解纳米材料的生物毒性和安全性；了解纳米材料在不同领域的应用现状和应用前景以及最新研究进展，以便使学生了解和把握当今纳米科学的最新研究前沿

2 教学内容的选择

目前，纳米材料正蓬勃发展，其涉及的面也越来越广泛，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面等多中学科，内容广泛[2]。随着纳米科技的兴起，也出现了很多介绍纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和资料，对推动纳米科技的健康发展起了很好的作用。但是，在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。根据笔者从事纳米材料课程教学的实践，认为要达到前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面： 纳米材料的基本概念、发展史；纳米材料的分类及其特点；纳米材料的基本物理和化学性能；纳米材料的主要制备方法和原理；纳米材料的结构分析测试方法；纳米材料的生物毒性和安全性；纳米材料最新研究进展。根据教学内容特点，可以考虑将教学内容分会以下6个部分。

2.1 绪论

从纳米材料的新奇特性开始，讲述纳米材料的内涵和基本概念以及发展史。根据材料的分类方法讲述纳米材料的分类方法及特点。讲述纳米材料的基本结构单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等基本性能。并结合我国纳米材料研究现状和学生研究方向进行相关讨论，激发学生对纳米材料的好奇心和求知欲。

2.2 纳米材料物理化学性能

主要内容涉及纳米材料的结构和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、团聚等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与结构关联，按照基本结构-基本特性-特殊结构-特殊效应-特殊功能-特殊应用这一思路，引领学生深入思考，可以起到举一反三效果。

2.3 纳米材料的制备方法和原理

按照纳米材料维数分类方法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备方法和基本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相方法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相方法。并结合学生研究方向对相关材料和方法进行详细讨论，使学生掌握相关制备方法，为随后的研究奠定坚实的基础。

2.4纳米材料的结构分析测试方法

主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。通过学习，使学生掌握纳米材料测试的主要方法和仪器，并掌握各种仪器的优缺点和适用范围。同时，也使同学们认识到纳米材料研究的高技术特点。

2.5纳米材料的生物毒性和安全性

主要包括纳米材料的生物毒性和安全性。根据已有的相关研究报道，介绍一些纳米材料的生物毒性，让学生们了解纳米材料的不足之处，掌握相关的安全操作规则，以便在随后的纳米材料相关研究中避免出现安全事故。

2.6最新研究进展

根据纳米材料的最新研究热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技领域国际最新研究动态，让学生了解国际最新研究热点。

3. 教学方法与手段

3.1 多媒体教学

针对纳米材料课程内容广泛，知识点多的特点，采用多媒体教学方式。利用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点，可以使教与学的活动变得更加丰富多彩，又可以将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同学们。从而激发学生的学习兴趣，促进学生思维发展，丰富学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，可以动画的形式展现，方便学生们理解。讲述纳米材料的制备方法时，可以通过示意图的形式展现，更容易让学生理解和掌握。

3.2交互式讨论

利用交互式讨论教学方式。根据学生的兴趣，结合课程内容，将学生划分多个课题小组，进行课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生通过文献查阅等方式了解该方法；其次，在课堂上就该方法、原理和实践应用进行充分讨论和分析；最后老师指出该内容的重点和难点。通过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体地位，尊重学生的主体意识；创设民主、平等的课堂氛围，让学生充分发表自己对问题的看法，发挥学生的主管能动性，变被动接受为主动探索；使学生的创新意识、创造性思维能力得到不断的发展[3]。

3.3实践操作相结合

纳米材料是一门实践性很强的课程。在课程教学中要充分与实践相结合，根据学生的研究方向，结合课程内容，安排学生进行相关实验。通过具体的实验使学生对纳米材料有更多的感性认识。涉及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，结合具体情况，可安排一定时间上机观察和操作。

4 结语

纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行系统的探讨，实践证明，这些举措的实施取得了良好的教学效果，为培养学生的创新思维和科研精神起到了一定的作用

参考文献

[1]白春礼.纳米科技及其发展前景，新材料产业[J].2001，4：8-11.

篇2

学习成果：预计学生将能够了解生活中的物体都是由一种或多种材料做成的，并能通过调查身边常见的材料，发展进一步研究材料的兴趣和愿望。

学习成果评价：（1）概念发展。层次①：学生不知道周围的物体是由材料做成的。层次②：学生知道了周围的物体都是由材料做成的，材料种类不同。层次③：学生清楚了生活中常见的材料有木头、金属、塑料、玻璃、纸、布等。（2）探究能力。层次①：学生能感知身边的材料。层次②：学生通过调查能辨认不同物体分别是由什么材料做成的。层次③：学生能观察并描述常见材料的主要特征。

教学背景：从学生的认知规律来看，一般都是由具体的事物逐步过渡到抽象的概念，学生对物体非常熟悉，因为物体的形状、大小、颜色等可以直接凭感官体验。而材料这一概念相对抽象，虽然日常生活中经常接触，但材料名称、特性、用途等未作系统的研究，因此对于三年级学生来说既是教学重点又是难点。在研究材料的活动中，希望他们把具体事物与词汇建立联系，并进一步发展运用感官进行观察的能力，并逐步发展他们用语言描述材料特性的能力。

教学准备：①用各种材料做成的物品。②课件（古代材料和现代材料）。

教学过程：

1.谈话导入。同学们喜欢上科学课吗？知道我们这节课要研究什么吗？那么什么是材料呢，举例说一说。看来同学们对材料并不陌生，那么材料在生活当中究竟有哪些应用？每种材料又有哪些特点呢，今天我们就一起来观察我们周围的材料。（板书课题）

2.调查了解身边的材料。（1）首先我们来看一看我们身上穿的、佩戴的、随身携带的物品都是由什么材料做成的？学生汇报，教师板书。（2）看来同学们观察得非常仔细，判断得也很准确，下面我们小组合作完成两项调查。调查一下书包里的物品和教室里的物品分别是由什么材料做成的，边调查边记录，小组讨论调查哪里的物品，到老师这里取记录单。学生活动，教师巡视。（3）调查结果展示汇报。（4）小组交流：材料在我们的家庭生活中又有哪些应用？（5）通过上面的活动，你有什么想法。

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随着科技的发展与进步，人们的审美能力也随着提升，各种室内材料也层出不穷.现今，随着人们生活空间形式不断的发展变化，人们开始越来越重视室内设计中的材料选择与搭配.本文从以下三方面，即材料美的理念、材料搭配的美学意义、材料搭配组合方式进行了探讨与浅析，旨在发掘材料搭配应用的潜力，让设计者正确把握和深入理解材料组合，从而，展现自己最佳的设计意图，突现材料最佳使用率.打造和谐环保的室内环境.

关键词：

室内设计；材料组合；美学

设计建筑者们不但赋予建筑材料建筑物外衣的内涵，还给予了其内在精神.构成环境的物质因素包含性能、质感、肌理与色彩.空间环境还有着不可缺少的特性，即：环境、结构、形式与功能，这些特性可以从不同的角度对环境进行制约，从而就可以形成一个完整的环境体系.

1材料美的理念

1.1结构属性

要想充分发挥材料的可塑性，并做到物尽其用，结构成为这一过程的关键性环节.当今时代要求不断创新结构，几何组件框架结构也就应运而生了.这一结构以插接组合为基础，通常由多由空间管材和球体多向绞节件组成.再借助配件的功效，几何组件框架结构就能够呈现多样化的设计理念，彰显其特有的特质和饱含无究魅力的艺术性.任何建筑都有其特有的结构属性，要想实现建筑的物理环境与心理环境的有机结合，就首先要了解与掌握建筑材料的结构属性，以获得理想化设计成效.新材料与新结构不断涌现，这也让我们的生活环境被注入了更多新鲜元素，我们的视觉也感受到强烈的冲击.所以，推动建筑设计的发展的前提就是要了解与掌握材料结构属性.

1.2知觉属性

视觉环境设计强调产品要符合人的视觉与心理审美的标准.我们会把材料本身呈现出的知觉印象以及经视觉过滤后产生的心理现象，称为材料质感.光和色依赖材质而得以展现，因此，作为室内环境形式的要素，材质的光泽度、肌理与硬度会对人的感官产生直接作用.因此，依托材料本身展现的特性，可以调节室内空间感、实物体的质量感.部分材料表面特性，譬如：肌理、天然特性、外形变化，可以为整个装饰带去情趣美的效果.材料肌理.一般说到肌理，通常会将其归入人的视觉与知觉一类.肌理是构成环境美的重要元素，在环境中，可以体现出很大的艺术表现力.肌理不同的材料，它所呈现出的审美品质与特性也不尽相同.即使是同类材料，品种不同，它们之间也会存微妙的肌理变化.材料颜色.颜色的载体是材料，颜色依附于材料而存在.颜色可以很好地衬托材料的质感.不同的颜色亮度，衬托出的材料质感也会不同.不同颜色的物体经过重组后，会出现明亮对比、色彩对比、颜色反射等现象，颜色的特有属性与材料质感进行合理组合，就能产生不错的环境效果.而这种环境效果的出现是人的视觉与光效应共同作用于人的心理，进而产生与之相映衬的心理反映的结果.

2材料搭配的美学意义

从古至今，人们从未间断过对美的形态的认识.材料搭配美学的价值在于把人、自然、审美的有机结合.材料搭配的美学价值历经漫长的社会实践与历史发展.受到社会实践历史沉淀的影响，美学意义具有表现性、装饰性与象征性的特点.

2.1材料搭配与色彩美

材料是色彩的载体，一种材料代表一种风格，色彩本身也代表着一定的属性.通常来说，色彩可分为三大类，自然色彩、成品色彩、人工色彩.自然色彩是没有经过任何加工的天然美，是材料天生所特有的特质与美感.成品材料指后期成品，没有经过加工处理的机械美.人工色彩是采用加工工艺技术手段对自然色彩、成品色彩进行色彩处理，改变原有色彩，以满足室内装饰与效果塑造需要.色彩对空间尺度的影响.不同的色系会产生不同的尺度感.一般来说，暖色系或明度高的色彩给人想靠近的效果，而冷色系和明度低的色彩会让人有想远离的效果.所以，在室内设计进行材料选择时，设计人员常常会利用色彩给人的视觉心理，对材料进行科学色彩搭配，以改变空间界面的距离感，借助色彩调节人对空间大小的感觉.色彩对空间形体感的影响.空间形体感要分为物理形体感与心理形体感.物理形体感就是指根据物体本身的特性、室内设计要求，对材料进行组合，产生的实际形体感.心理形体感是指在对材料进行组合时，把空间形态的色彩、质感、肌理与心理因素进行综合后形成的总体感觉.色彩可以起到强化或弱化物体外形或空间的作用.颜色与物体形状相匹配，色彩就能有效加强整体效果.颜色与物体形状不相匹配，色彩就可能削弱整体效果.所以，在室内设计时，通常会借助色彩展现优雅的物体形状或形式，还会利用色彩完善存在着不足的空间.色彩对空间承重感的影响.色彩明度高，就能让物体表现出轻盈感.色彩明度低，只会让物体表现出厚重感.明度高相同的物体放在一起，色彩纯度高的比色彩纯度低的，更能给人呈现一种轻飘感.因此，巧妙利用这一特性，可以借助色彩改变物体的轻重感，以实现平衡、稳定的目标.

2.2材料搭配与状态美

2.2.1干湿材料的搭配

大自然中，大多数材料都是以干性状态而存在的.当它们处在潮湿环境时，这些材料就会呈现色彩变深、纹理清楚、手感等特性.相反，属于湿性的材料处在干燥的环境下，色彩、纹理与手感等特性会出现不同程度的淡化与削弱.因此，在室内设计时，合理运用干湿材料，可以起到强化或削弱视觉语言、触觉语言的效果.

2.2.2不同透光度材料的搭配

一般来说，透明与半透明材料呈现轻盈、开放、含蓄之美，通过映射身后的物体来淡化自身的效应.而不透明材料展现的是厚实、封闭、实在之美，会展现出自身的品格与特点.使用透明材料，是为了利用视线的穿透性指引视觉走向.但是，如果整个室内设计，都是使用透明或半透明材料，而未搭配不透明材料，整个空间就会表现出轻浮、浮躁之感.所以，在室内设计时，将不同透光度的材料进行科学组合，充分展现材料的质地、透明度与反射度，从而整个空间就显得和谐统一.

2.3材料搭配与质地美

2.3.1相似材质搭配

相似材质的搭配通常是指两种或两种以上质地相似的材料进行组合，但这些材料本身又保留各自原有特性，这种搭配可以形成细微的柔和美.

2.3.2对比类材质的组合

一般来说，对比类材质进行组合，旨在突出某种材质的特性，通过材料的对比，以强调显示完美化的材料组合效果.特质属性差异较大的两种材料搭配到一块，会产生强烈的心理变化.而物质属性差异性较小的两种材料搭配到一块，会产生丰富的视觉层次.因此，在室内设计时，将对比材质进行合理搭配，可以使其相互衬托，展现各自的特有的美感.

2.3.3强弱质材料的搭配

强质材料与弱质材料的分类，只是相对而言.强质材料的外在特点通常是表面粗糙、凹凸、纹理清晰可变.例如：自然材料和部分人工材料.弱质材料的外在特点通常是表面柔滑、无光泽、不抢眼，它的作用是起到协调与平衡.在室内设计中，科学地组合与搭配强质与弱质材料，可以起到相互映衬，增加层次感的作用，同时，也能彰显主次材料的层级关系、与相辅相成.材料组合美，除了要符合人们的审美心理，还要结合室内环境的特点与设计需求.材料搭配与组合的美感不可独立环境而存在，要全方位考虑现实环境.从而创造出材料搭配美、空间设计美，产生出和谐丰富的环境效果.

3材料搭配组合方式

3.1室内风格组合手法

突出室内设计的重要要素就是材料的搭配与组织形式.因为它不但可以成为有内涵的资源，还可以充当媒介，将精神转化为物质产品.所以，材料的科学搭配决定着设计理念的充分展示.

3.1.1科技风搭配

科技风的风格聚焦于“高度化工业技术”，倡导机械美学与新技术美学的组合.科技风材料搭配呈现机械美、时代美、精确美的特点.这些特点在很大程度上，制约了科技风材料的选择与搭配手法.科技风材料搭配往往会选择轻巧的构件，选择的室内设计注重成品重量轻、用材少、且可以快捷方便进行拆卸与改装的设计.因为这样的选择才能更好地展现科技风的“精确美”之特点.科技风材料搭配通常会从硬质、透光的材料中进行选择.材料一般会选择玻璃、复合塑料、金属网等等，营造出室内材料与建筑材料完美融合的特效.

3.1.2田园风搭配

在呼吁建设资源节约型、环境友好型社会的倡议下，人们的环保意识得以增强，希望更多走近大自然.因而，田园风组合也就应运而生.田园风强调自然美，赋予室内设计以生命力与活力，展现悠闲、放松、舒适的田园生活韵味，营造出简朴、淡雅的生活氛围.随着现代化脚步的不断加快，到处可见高楼林立、车水马龙，处处充斥着喧闹.而人们在紧张繁忙的工作之余，更希望在宁静的环境中放松.田园风的材料选择偏重天然材质，如木、石、竹之类，再配以轻质材料，使整个室内环境给人柔和、亲切与温暖之感.让人们不但能够感受到美好的大自然，还能为整个室内营造出纯朴、简约、淡雅、轻松之风.

3.1.3现代风搭配

现代风灵感来自于现代艺术运动与“新建筑”运动.它提倡简约、实用的装修风格，运用不对称的构图方法进行空间设计.现代风材料的搭配突破了传统思维，地面材料与顶面材料选择同类材料，让材料得以多样化使用.现代风材料的搭配追求大胆、简约的空间特色，整个设计彰显思维的创新与不同价值取向.现代风材料的搭配注重选用新材料、新结构，重视功能的创造.强调在整个实际中，坚持以人为本，实现技术与艺术有机结合，注重材料的组合手法与室内空间设计之间的关系.材料搭配展现材质本身的质感与肌理效应.材料搭配手法很少采用叠加与空透的配置方式，而是依据材料本身的物理特性，进行材料搭配，营造干净整洁的室内空间.

3.1.4混合风搭配

混合风就是指把不同材料进行搭配创造出的不同风格进行综合.整个设计体现多样化，设计方法也多种多样.混合风的材料有着多元化的特点.虽说是多种不同风格的大融合，但是其中的每种风格都要保留自身特性.因此，混合风的材料搭配要遵循“混而不乱”的原则，使各种材质的组合形成一个和谐统一之美，这样，不仅可以避免出现杂乱无章的组合，突现多元化的特点，而且可以实现材料搭配的高效率.

3.1.5新古典风搭配

新古典风搭配注重运用传统美学法则营造庄重、典雅、有高贵感的一种设计潮流，呼吁从历史中寻找设计创作灵感.新古典风搭配手法吸取传统元素的“形”与“神”的特点，以展现历史悠久的民族地域文化.此种风格搭配符合时代的发展和要求.它的搭配风格强调庄重、简练、典雅.把传统造型元素的材料搭配组合现代材料.同时，依托重复形、相似形的搭配方法，打造出鲜活、动感的新组合方法与组合式样，缔造新古典风的高贵、典雅特质.

3.1.6地域风搭配

室内设计地域风搭配就是结合不同的时代思潮和地域特点，进行创作与创新.地域风格的形成通常受制于当地的人文因素和自然条件.因此蕴含着文化艺术与社会发展的丰富内涵.地域风搭配呈现古朴、新颖、高雅的特点，很好地体现民族、传统、历史的特性.地域风一方面留存当地文化特色，另一方面融入现代文化特色，借助现代化手法呈现传统艺术特色.由于时代不同，再加上地域文化的差异性，地域不同休现的文化特征和时代精神也不尽相同.地域风搭配是地方特色、地方文化的象征符号.因此，地域材料搭配营造的空间正寓意着某种地方的文化和精神.

3.2对立组合手法

万事万物都是矛盾的统一体.而室内设计材料的搭配也可运用这一原理.在进行材料搭配时，表现各组成要素的独有特性，以互相对立的方式进行对比，以突出两者的对立效应，以防止整个设计出现乏味之感.因而，材料对立组合手法，也就是材料矛盾法组合手法，可以改变整个空间环境，打破单调冗长之效果.

3.3和谐组合手法

和谐组合手法强调规划的统一性，是以一定的规律和原则作为基础，把各种不同材料组成一个完整的室内空间.这一手法注重的是不同材料之间的相同点，让不同的材料有机的组合成一个统一体.这些组合材料既存在质感、色彩等方面的差异，又互相关联，按照一定的组成规范，形成和谐完整的室内环境.

4结束语

人们生活的很多方面都与室内紧密相关，它是人们重要的生活空间.伴随社会的进步与经济的发展，自然环境发生很大改变，人们的居住空间也相应发生改变.原本人类与自然的和谐关系遭到破坏，毫无节制的自然资源开发，肆意破坏环境，自然环境变得极为恶劣.近年来，越来越多的人们意识到生态环境对我们人类生存的重要性，提倡开发新型生态材料，转变经济发展方式.现如今，材料多种多样.室内设计中也会出现不少随意堆砌的现象.在高效合理使用好装饰材料前，我们需要很好掌握与了解材料的各种特性.每种材料都有属于它自身的语言与文化背景.材料搭配与组合会在空间中呈现突出的风格趋向.因此，不同的室内设计风格，就要注意选择与风格相匹配的材料搭配手法.否则，就有可能会削弱材料在空间中所起到的作用.并可能远离最初的设计方向.因此重视材料搭配组合手法的研究是十分有必要的.随着材料开始出现新的设计观念.传统装饰材料主要注重表现材料的物理特性与化学特性，而如今的装饰材料，首先强调的是生态性与经济性，然后才是设计思想与设计理念.同时，给装饰材料注入更多的时代特征.健康、安全、环保、时尚、美观且经济的装饰材料已成为国内外关注的热点，这便要求设计者们要有敏锐的视角，全方位的设计洞察力，不断挖掘出“新”材料，通过“新”的搭配方式与设计手法来达到材料运用及其艺术性的完美表达的目标.

作者：刘文 单位：大连理工大学城市学院建筑工程学院

参考文献：

〔1〕蔺泽丰.室内设计中的材料组合模式研究[D].2011.

〔2〕张曦文.可再生材料在室内设计中的应用研究[D].2013.

〔3〕杨东山.回归自然-原生态材料在室内设计中的应用研究[D].2013.

〔4〕曾文琳.基于低碳理念的住宅室内设计研究[D].2013.

篇4

关键词：材料；地域性

建筑学最原始的含义，是用建筑材料盖房子，并创造人们所需要的生活空间。但这个定义宽泛空洞，并且忽略了其中的场所与生活在其中的人。事实上，场所与人的重要性，无可争议。换言之，建筑学的含义的确切理解是在所需要的场地上运用材料搭建房屋，创造人们生活需要的空间。这就涉及到了诸多因素，比如“地点”、“材料”、“建造”、“人所需的空间”等。但在建筑学里，这些因素并不是独立的，而是相互渗透，不可分割的。可见，在建筑学中谈材料，势必会牵扯到诸多因素如图1。

1 场地因素

1.1 材料与地点

海德格尔在《筑居思》中点明了“地点”的重要性。他说“人和地点的关系以及地点和空间的关系都包括在人的住所中，即人与空间的关系就是定居关系”。海德格尔的观点，只有定居才能证明人们的存在，住所的真正意义是与地点发生关系而不是空间。所以，人们定居的重要因素是地点和场所。诺伯格・舒尔茨与海德格尔对建筑场所都很重视。在《场所精神》中，诺伯格・舒尔茨通过讨论海德格尔的哲学思想，认为“场所”是建筑研究的最重要因素。诺伯格・舒尔茨认为，对建筑特性起决定性作用的可能是颜色和材料，木头、石头和砖头表情各不一致，这是建筑存在的方式。

建筑得以存在是靠着材料的表现，是材料满足了建筑的需求，这和地点、地域性有着密不可分的联系。建筑材料有明显的地域性，更能体现场所的方向感和归属感。同时，材料受到地点殊因素的影响，使场所显现出的特征不断改变，以此强调材料的真实性。比如意大利的建筑材料，充分体现了当地的地点属性。

可见，地点因素对于材料的地域性表达是重要的组成成分。表达地域性的材料，用独特的方式展示着与人与场所相关特征。

1.2 材料与气候

拉金斯在家书中讲述了他所热爱的银版照相法“同拍摄的宫殿本身完全一样，污渍、残石都原本地照下来。”拉斯金喜爱风侵蚀的视觉效果，源于十八世纪的英国美学理论。威廉・吉尔平说“粗糙和突然改变是两个截然不同的性质”。在建筑中，时间是认证好品质的方法之一，因为它“拭去了附于建筑之上的所有的装饰和润色”，取而代之的是“被称作废墟装饰物的元素……风化后斑驳的污渍和沉积物……攀附和生长在墙壁上的各种植物”。气候为建筑材料塑造的独特效果同样体现了地域性。

1.3 材料与光

在建筑中，光是一种重要的表现手法，材料的纹理排列与色彩搭配离不开光。建筑设计对光影的控制，也离不开材料，而在材料操作下的光影转变，恰好展现了场地特征。现代建筑大师在创作的过程中，运用并且体现光在建筑中的作用。比如菲利普・约翰逊的水晶教堂、路易斯・康的金贝尔美术馆、柯布西耶的朗香教堂都是用了操作材料的方法来控制光影，进而创造独特的空间感受。

可见，实际建筑中材料的设计和具体操作搭配与光的应用联系非常紧密。材料与光营造的建筑空间氛围，传递着属于地域性的特征。运用光的设计手法成了地域性建筑材料表达的重要方式。

2 形式因素

2.1 材料与地域色彩

停留在物体表面的不是事物的真实表情，真实的表情隐含于事物立面，我们常把外表的变化看做是肤浅的表现，即便是凝聚着“地域性”的地方，广泛使用一种简单易得的本土材料，或像附加材料一样“肤浅”，但这是它们最吸引引人眼球的特色。

材料真实的表现力离不开当地的气候环境，气候对建筑的风化强化了材料的表现力。这样建筑也获得了“根深蒂固”的情感：像锡耶纳和佛罗伦萨这样的意大利小镇。当地的铁的氧化物染成的红褐色土到处都是，因此，当地砌筑建筑所用的建筑材料大部分都是当地的泥土烧制的，故此呈现出与大地相近的赤色或者橙色。

建筑材料颜色和大地颜色相近，故此，建筑与地域关系得以表现。建筑在展现地域性色彩语言的同时，也展现了场地特征。

可见，场所与材料是相互影响的，忽视地域与材料的联系或许适合理想的国际式风格，但他们不是材料科学上，而是建立在意识形态上，建筑材料与地域性的意义和特性是无法脱离的。

2.2 材料与细部

在传统观念中材料“本性”的异化中，如若说制作的重要性在一定程度上已经体现，对于制作的强调并非是仅仅对传统手法的简单回归与复制。事实上，简单的回归或者复制既不可取也不现实。对于建筑材料的表现，建筑细部表达的重要性不仅在于建筑构件的有效传达，也不单单在于建筑构筑的直接体现，而是在于建筑细部构件或者构筑所传承下来的历史文化和人类手工制作的工艺。

可见，细部的意义蕴含着地域性所强调的建造工艺和地域文化的独特内涵，从而使得细部中的物质操作与非物质特征相互融合，并浸润地域性观念。

3 空间因素

3.1 材料与空间感知

辨别、感知周边环境的是人的身体的本能，在建筑中，人体的感知就是对建筑空间和建筑氛围的认知和体验。

建筑环境是人造环境，是人们体验生活和感知空间的场所，人们在建筑的生活环境中形成了独特的经验与记忆，材料是建筑的物质属性，是人们生活的物质承载着。人们基于对材料的物质认知，享受建筑给予的知觉记忆和感官体验。而对于表达材料的地域性，则更需要融入这些生活体验。

3.2 材料与生活空间

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关键词:纳米复合材料；特性；制备技术；应用

1 引言

“纳米复合材料”的提出是在20 世纪80 年代末期,由于纳米复合材料种类繁多以及纳米相复合粒子具有独特的性能,使其一出现即为世界各国科研工作者所关注,并看好它的应用前景。根据国际标准化组织的定义,复合材料就是由2种或2种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固态材料。在复合材料中,通常有一种为连续相的基体和分散相的增强材料。由于纳米复合材料各组分间性能“取长补短”,充分弥补了单一材料的缺点和不足,产生了单一材料所不具备的新性能,开创了材料设计方面的新局面,因此研究纳米复合粒子的制备技术有着重要的意义。

纳米复合材料由2种或2种以上的固相[其中至少有一维为纳米级大小(1 nm～100 nm) ]复合而成。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100 nm的复合材料,分散相的组成可以是有机化合物,也可以是无机化合物。本文在文献的基础上,针对纳米复合材料的主要性能与特点、制备技术、主要应用及应用前景等作了比较详细的介绍和展望。

2纳米复合材料的性能与特点

2. 1纳米复合材料的基本性能

纳米复合材料在基本性能上具有普通复合材料所具有的共同特点:

1) 可综合发挥各组分间协同效能。这是其中任何一种材料都不具备的功能,是复合材料的协同效应所赋予的。纳米材料的协同效应更加明显。

2) 性能的可设计性 。当强调紫外线光屏蔽时,可选用TiO2 纳米材料进行复合;当强调经济效益时,可选用CaCO3 纳米材料进行复合。

2. 2纳米复合材料的特殊性质

由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的纳米复合材料具有独特的性能:

1) 同步增韧、增强效应。纳米材料对有机聚合物的复合改性则可在发挥无机材料增强效果的同时起到增韧的效果,这是纳米材料对有机聚合物复合改性最显著的效果之一。

2) 新型功能高分子材料。纳米复合材料以纳米级水平平均分散在复合材料中,没有所谓的官能团,但它可以直接或间接地达到具体功能的目的,比如光电转换、高效催化剂、紫外光屏蔽等。

3) 强度大、弹性模量高。纳米材料加入的有机聚合物复合材料有更高的强度和弹性模量,加入很少量( 3% ～5%,质量分数)即可使聚合物的强度、刚度、韧性和阻隔性得到明显地提高,且纳米材料粒度越细,复合材料的强度、弹性模量就越大。

4) 阻隔性能。对插层纳米复合材料能显著地提高复合材料的耐热性及尺寸的稳定性,层状无机纳米材料可在二维方向上阻隔各种气体的渗透,所以具有良好的阻燃、气密作用。

3纳米复合材料的制备技术

粒子表面处理的方法通常是将一种物质吸附或包覆于另一种物质的表面,两种或多种物质接触紧密或形成一定的化学键。从国内外目前的研究现状来看,纳米复合材料的制备方法主要有下列几种。

2. 1机械化学法

采用机械化学法对超细粉体进行表面改性。机械化学法具有处理时间短、反应过程易控制、可连续批量生产的优点。该法的缺点是易使无机离子的晶型遭到破坏,包覆不均匀,而且一般要求母粒子在微米级,并要先制备单一的超细粒子。

2. 2气相法

气相法制备纳米复合材料的方法主要包括物理气相沉淀法和化学气相沉淀法。

1) 物理沉淀法是最早用来制备单一物质的纳米材料的经典物理制备方法。

2) 气相反应法是以挥发性金属卤化物和氢化物或有机金属化合物为原料,进行气相热分解和其他化学反应来制成超细复合材料,这是合成高熔点无机化合物细粉最引人注目的方法之一。

2. 3液相法

该方法是目前广泛使用的合成纳米粒子的方法,也是制备纳米复合材料的重要方法。

2. 4固相反应法

固相反应法是指固体直接参与化学反应并发生化学变化,同时在固体内部或外部至少有1个过程起控制作用的反应。

3纳米复合材料的应用

纳米复合材料是随着纳米技术的发展而产生的一种新型材料,由于纳米复合材料特殊的性能,所以它一经产生便引起了人们的极大关注,并被广泛地应用于国民经济各领域和军事领域。

在功能材料中,主要可用作纳米复合功能陶瓷的纳米复合材料,金属基纳米复合功能材料、高分子纳米复合功能材料、超导复合材料和纳米复合隐身材料等。在医用器件中,主要用作纳米生物医用信息处理系统、医用纳米机器人;纳米医用药物中的药物性纳米粒子和纳米医用载体。在军事领域中最有代表性的是采用纳米复合材料制备高性能的发动机,美国已开始进入实用阶段。电子对抗领域也是纳米粒子的重要应用领域。

4结束语

纳米复合材料作为一种新型的纳米材料,以其优良的性能和特点以及众多潜在的应用领域正日益成为研究和开发的重点。世界发达国家正在部署的未来10年～15年纳米研究发展规划,无论是美国的“信息高速公路计划”、欧盟的“尤里卡计划”,还是日本的“高技术探索计划”,都已把纳米材料列为重点发展项目 。我国在20世纪80年代末的“八五”期间,就将“纳米材料科学”列入了“国家攀登计划”,国家“863”计划新材料主题也对纳米材料有关科技创新的课题进行了立项研究。20多年来,虽然我国在纳米材料基础研究方面取得了一些令人瞩目的研究成果,但就国家总体重视程度、投资力度、信息和成果的共享以及产业化的程度方面来看,仍与发达国家存在着较大差距。因此,我们应尽快制定纳米技术发展计划,加快纳米复合材料研究和开发的进程。

参考文献:

[ 1 ] 张立德,牟季美. 纳米材料和纳米结构[M ]. 北京:科学出版社, 2001.

[ 2 ] Zhang Rubing. The study on p reparation technology ofnanometer composite materials (Ⅰ) [ J ]. Chinese Journalof Exp losives & Propellants, 1999, 22 (1) : 45248.

[ 3 ] 生瑜,钦,陈建定. 聚合物基无机纳米复合材料的制备方法[ J ]. 高分子通报, 2001 (4) : 9213.

篇6

人类社会对材料的使用，经历了一个漫长的过程，期间由最初的简单到慢慢的复杂、由最初的以人类自身活动的经验为主到慢慢的以人类自身积累的知识为主，由最初的粗放型单一性消耗自然不可再生资源到慢慢的部分人类合成再生为主。人类社会自从进入工业时代，时至今日，自然不可再生资源的消耗已经达到了警戒点，很多种类的自然资源日益枯竭。而与此同时，人类社会当今的快速发展，使得对材料的占有和运用又达到了惊人的膨胀地步；这其中不单单需要天然性的材料和传统型的材料，更需要诸多合成型的材料。在这种情况下，材料学应运而生。那么，什么又是材料学呢？材料学是研究材料的组成、结构、工艺、性质以及使用性能之间的相互性联系的学科，它为相关新型材料的设计、制造、工艺优化乃至合理使用均提供科学的依据。人类社会科学技术的不断进步也使得相关“材料学”的知识储备日渐丰富厚实，这使得人类自身拥有了创造、研制满足自身各类所需材料的基础手段。

一、生物材料

新的世纪，放眼全球，人类自身对材料的运用出现了新的征候，一个鲜明的标志就是传统型材料的地位日渐削弱，各类性能特殊、又具有优异的使用用途的新型材料日益成为材料界的宠儿，日益崛起和壮大。什么又是新型材料？所谓新型材料指的是技术密集、知识密集、资金密集，具有高附加值的各类合成材料。新型材料具有多种适用于不同领域的类型，它与人类社会最新的科学技术密切关联，具有更新换代迅捷的特点；它是一个国家多种学科最新技术相互交叉和渗透的结晶，集中地反映和表现了一个国家的工业生产水平和科技水平。所以，当下无论欧美日还是中俄等，几乎所有的国家都会把对材料学的研究和突破放到对新型材料的研究上来，这已经成为一个历史的趋势。本文在此论述的基础上，重点论述新型材料中的一种――生物材料。

生物材料也可以称作为生物工艺学或生物技术，它是指与有生命特征的生物活体相联系的或者移植进入某种或某个生命的活体内进而起到某种生物的材料。具体分类的话，生物材料包含三大类：其一是生物医用材料；其二是仿生材料；其三是生物体系模拟材料。

二、生物材料的三种类型

（一）生物医用材料

生物t用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。生物医用材料按材料的组成和性质可以分类如下：生物金属材料、生物无机材料和生物高分子材料。

早在人类社会的16世纪，生物医用材料就已经被人用于治疗人颚开裂。但是一直到上世纪的1963年， Venable等人应用维塔留姆耐热合金作为内固定的器具，，这才开始确立了金属植入物的基础。到今天，经过人类社会接近半个世纪的努力研发，已经遴选发展出来恩多种具有优异使用性能的金属生物材料，诸如：镍钛记忆合金材料系列、钴-铬-钼合金材料系列、低碳含钼奥氏体不锈钢材料系列等等。生物医用无机非金属材料则主要有生物陶瓷材料、生物玻璃材料以及生物玻璃陶瓷材料等。

生物医用高分子材料与生物体有着极为相似的化学结构形态，因此它可以完成现代医学对生物材料性能提出的各种严格而复杂的多功能性要求。所以，合成高分子材料在生物医用材料中占据了绝对的优势。

（二）仿生材料

仿生学在材料科学中的分支称为仿生材料学，它指的是从分子水平上来研究生物材料的相关结构性特点以及构效的关系等，进而可以让人类自身研究开发出接近或优于原生物材料的一门新兴学科。仿生学是人类化学、材料学、生物学、物理学等多学科的交叉与融合。生存于地球这个星球上的所有的生物体可以说都是由无机材料和有机材料相互组合而成的。各种生物体由糖、蛋白质、矿物质、水等这些基本元素相互有机组合在一起，形成了具有某种特定功能的生物复合材料。仿生材料即是指通过模仿大自然界中各种生物的生理特征或功能而研究开发出来的材料。

生物体几乎都是经历了千百万年时间的自然演化而来的，因此其自身的结构形态是最为合理完美的。诸如贝壳、珊瑚等这些生物的结构优异的物理力学与传感性能已经给仿生材料的设计带来极大的启发；生物大理石板、海藻生产胞外石灰石颗粒、L- B仿生膜、药物缓慢释放体系、压电陶瓷传感器等等这些都是仿生材料目前已经获得的可喜进展。诸如功能适应性、自愈合与自我复制功能、合成技术、多功能性、防粘减阻与疏水功能等等，都是当下时期仿生材料学的热点。

（三）生物体系模拟材料

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教学目标：

科学概念：

1．物体都是由一种或多种材料做成的，我们的周围存在着许多不同种类的材料。

2．我们周围的常见材料有木头、纸、金属、塑料、玻璃、纤维等。

过程与方法：

1．调查各种材料在日常生活中的应用。

2．观察和辨认不同的材料。

3．用词语描述常见的材料。

情感、态度、价值观：

1．发展进一步研究材料的兴趣和愿望。

教学重点：科学概念1．2

教学难点：过程与方法1．2．3

教学准备：6种用最常见的材料做成的物品。

教学过程：

1．谈话：我们观察过周围的物体是由哪些材料做成的吗？哪些材料是常见的材料？为什么我们会大量地使用它们呢？为了弄清这些问题，这节课，我们就来学习“观察我们周围的材料”。

板书：观察我们周围的材料

2．观察和记录身边的材料

①谈话：现在，我们就来观察和记录身边的材料。

板书：观察和记录身边的材料

②谈话：看看自己和小组里的同学，身上穿的、佩戴的和携带的物品都是什么材料做成的，试着把它们写在“我们身上的物品”表中（教科书46页）。

在学生调查材料之前，教师需要进行指导，要把材料和物品区别开来，并提醒学生有序地观察。同时，教师提示学生：有的物品不只是用一种材料做成的，可能是多种材料做成的。并要求：对于难以判断是什么材料做成的物品，要作出标记，或与同学交流，或向教师请教。

学生观察自己和同学身上的物品，填写“我们身上的物品”表。

抽学生谈自己填写的情况，学生说错的地方，由其他同学或教师订正。

③谈话：我们的书包里都有什么，它们是什么材料做成的？大家观察后，把“书包里的物品”表（教科书46页）填上。如果，你难以判断是什么材料做成的物品，要作上标记，或与同学交流，或向教师请教。

学生观察书包里的物品时，除了要求学生用眼看，还要用手摸一摸，掂一掂，然后填写“书包里的物品”表。

抽学生谈自己填表的情况，学生说错的地方，由其他同学或教师订正。

④谈话：现在，我们来观看教材47页上面的6幅图。看看教室里都有什么？它们是什么材料做的？

学生观看6幅图，然后，抽学生谈每幅图上显示教室里有什么？它们是什么材料做的？

教师指着上课的教室里的磁性黑板、门、窗……问学生，它们分别是什么材料做成的。

3．交流、统计调查记录。

①四人小组合作完成调查统计：调查了多少物品？这些物品一共使用了多少种材料？哪些物品是由一种材料做成的？哪些物品是由多种材料做成的？哪种材料使用得最多？

②在小组交流的基础上，进行全班交流。了解哪些材料在我们身边广泛使用，对于学生在调查中出现的错误，教师应根据情况通过交流予以指正。引导学生认识到材料的多样性，同时，也认识到身边的世界是一个复杂的系统，许多物品是由多种材料构成的。

4．观察描述几种常见材料的主要特点

①谈话：我们周围的物品，往往都是由多种材料组成的，比如一扇门，就使用了木头、玻璃、金属等材料。不同的部位为什么要用不同的材料？

引导学生懂得：因为各种材料的主要特性不同，所以，它们的用途不同。

②先后出示钥匙、圆珠笔壳、凸透镜、书、板凳、教鞭，让学生说它们分别是用什么材料做的，并要学生写这几种材料的主要特性。教师可先示范说一种材料的特性。如“木头”，黄白色、表面有纹路，不太重，能削得动，锯了以后有锯末，能浮在水上……然后，抽学生说它们的主要特性。

5．本课板书：

观察我们周围的材料

观察和记录身边的材料 寻找常见材料

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关键词：建筑设计；视觉造型；元素设计创意；应用

一、建筑造型创意所要考虑因素

在建筑图纸设计中，建筑的造型是重要一部分，对于建筑造型的设计，不仅仅只是一个框架，还包括外立面使用材料的材质，建筑物外立面的色彩以及建筑的结构等几个方面。其中，对造型设计影响最大的是点、线、面、质以及色彩这几个方面。这几个元素的改变，都能直接影响建筑物视觉造型。建筑物造型设计中，要充分考虑几个元素，设计出有创意的建筑造型。要想设计出有创意的建筑造型，就需要从每一个要素着手，对它们进行改革和创新，以此来得到与众不同并具有实际应用价值的建筑视觉造型元素设计创意，具体运用到建筑物建设中。为了设计出更有创意并符合需求的建筑造型，建筑设计师要走进生活，去体验各种类型人群的生活，了解大众对于建筑造型的喜爱和追求。将地方风俗和人文等特色运用到建筑造型当中，在保证建筑物质量的前提下，给大众更加完美的建筑视觉造型。

二、建筑造型设计需要的元素种类

建设设计中，要了解造型中运用到的六个元素，这样才能更好的运用元素进行设计，带给大众更好的建筑物视觉造型效果。建筑设计师在造型设计上，要充分考虑设计的主要元素，运用好点、线、面，使建筑造型给人新颖的视觉感受，同时对于建筑材质和色彩的选择，考虑实际需求的情况下，也要给人以创新感。建筑物造型中使用到的材料的材质是造型的重要表现形式，色彩则是依附于这些建筑材料材质中，不同建筑材料呈现的色彩是不同的，不同造型、不同材质、不同颜色的建筑物给人的视觉效果也是不同的。在建筑造型的设计上，一方面，我们要从点、线、面出发，组合成有创新的造型。另一方面，要从建筑外立面利用的材料以及材料的颜色考虑，利用材质特点和颜色展示出有特点的造型。另外，还要考虑建筑物所处位置的环境，根据环境选择合适的建筑材料和颜色，以此来展现建筑物视觉造型的美感。建筑视觉造型的设计，要综合利用设计元素，给大众展现更加自然、亲切、舒适并且有美感的建筑物造型。

三、建筑视觉造型的元素创意设计

（一）玻璃

玻璃是透明工业的重要产物，玻璃产生初期仅仅只是应用于物理方面。随着社会和科技的不断发展和进步，特别是科学技术的发展，对于玻璃的运用变得不再单一，玻璃运用发生了变化，用途也变得多样。玻璃自身有透明度和光洁感，将其运用到建筑工程中，要充分发挥玻璃特有的特色，使建筑造型凸显出透明度和光洁感。在建筑造型不断追求极限美的时代，建筑师要利用各种方法将这种美展现的淋漓尽致。所以，建筑师在造型设计中，要搜寻最合适的材料，而在这个过程中，玻璃得到了最大的赏识，逐渐被运用到建筑造型材料中。玻璃在建筑工程中得以运用，得益于科技的发展，而玻璃的运用也给建筑造型带来了创意和创新。

（二）混凝土

建筑造型建造中，混凝土是不可缺少的材料之一。混凝土是指由水、水泥、沙子以及一些化学添加剂等材料，按照一定的比例进行混合，最后得到的建筑材料。混凝土的特点是刚度大，并且具有良好的稳定性。因此，在建筑物中，混凝土是运用地很广泛的一种基础材料。混凝土有着独具的特色，由于其粗狂质朴的特点，所以在建筑物造型建设中表现出突出的作用。

（三）砖

砖是建筑中不可缺失的建筑材料，它是由水泥和土混合加工成长方体并煅烧成的产物。其有悠久的使用历史，从古代到现代的建筑中，都能够发现它的身影，可见，转是建筑工程中不可缺少的基础材料。建筑造型中以砖为材料，整个建筑就会有古典的味道，而且砖的成本低，还能够有很强的表现能力，因而在建筑造型建造中得到广泛运用。建筑造型设计中，运用砖这种建筑材料，不仅考虑到经济成本，还考虑了审美效果，将砖独有的特色淋漓尽致的发挥出来。砖的色彩、纹理都有很好的表现力，在造型设计中运用，能够有好的细节表现。

（四）木材

在建筑工程中，木材是一种最有可塑性的材料，其本身的特点是质量轻并且坚固，拥有较好的色彩、味道和手感，也是一种在建筑造型设计中常用的建筑材料。在我国建筑历史中，木材是一种使用时间最为久远的建筑材料，其历史可以追溯到远古时代。木材自身的色彩就非常好，能够给人归属感，这也是木材在建筑造型设计中应用广泛的原因。木材运用于建筑造型设计中，会给人一种亲近大自然的感觉，同时也提升了居住环境的美好度。

（五）石材

建筑设计中运用石材，整个建筑会给人一种古典、庄重的感觉。在传统的建筑物中，石材是一种较为常见的建筑材料，其特色是很明显的。但随着时代的发展，各种新型材料的出现，石材的地位发生了转变，由原本基础材料转变为装饰。比如说，在建筑视觉造型中，运用具有天然花纹的花岗石装饰建筑物的外立面，使整个建筑造型给人庄重和古典的感觉。

四、建筑视觉造型点元素的设计创意

在建筑视觉造型创意设计中，点是最基本的构成要素，同时，点也是建筑造型中面和线的构成要素，可以这样说，任何一个建筑视觉造型都不可能脱离点而存在。点是建筑所需要元素里面最具有向心力的一个元素，它的形状具有不确定性，可大可小，可长可短，形状可以根据建筑视觉造型创意设计师的设计想法进行改变。在点元素运用中，简单是最先考虑的因素，每个建筑造型设计师对于点的理解都有着差异，在他们进行自我抽象的过程中，点无处不在，人在草原上是点，草原在地图上是一个点；鸟在树上是一个点，树长在森林里，是森林的一个点，由此可见，点是位置、大小以及距离的展现方式。在建筑视觉造型创意设计中，建筑设计师要充分利用好点的特点和展现功能，从而呈现出有创意的建筑视觉造型。

五、结语

随着生活水平和居住环境要求的提高，人们对于居住环境的要求不再停留在舒适上，还要求建筑物造型具有美感。因而建筑设计师在建筑物视觉造型设计上有凸显创意，充分利用好点、线、面、质以及色彩这几个元素。同时，要大胆的运用一些新的建筑材料，例如玻璃，给人一种突破传统的视觉效果。总而言之，建筑视觉造型创意设计中，在保证建筑物实用性的情况下，根据其所处地环境，设计出有特色的造型，满足大众对视觉造型的需要。

参考文献：

[1]吕慧子.建筑视觉造型元素设计创意探析[J].中国教材科技.2016（06）

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目前市场上室内装饰材料是指用于建筑物内部墙面、天棚、柱面、地面等的罩面材料。严格地说，应当称为室内建筑装饰材料。现代室内装饰材料，不仅能改善室内的艺术环境，使人们得到美的享受，同时还兼有绝热、防潮、防火、吸声、隔音等多种功能，起着保护建筑物主体结构，延长其使用寿命以及满足某些特殊要求的作用，是现代建筑装饰不可缺少的一类材料。

室内装饰材料的种类：室内装饰材料种类繁多，按材质分类有塑料、金属、陶瓷，玻璃、木材、无机矿物、涂料、纺织品、石材等种类，按功能分类有吸声、隔热、防水、防潮、防火、防霉、耐酸碱、耐污染等种类。

当下各种材料让人眼花缭乱，具体归纳起来有如下几种分类方式，按装饰部位分类则有墙面装饰材料、顶棚装饰材料、地面装饰材料。

内墙装饰材料主要有：墙面漆、有机涂料、无机涂料、有机无机涂料、纸面纸基壁纸、纺织物壁纸、天然材料壁纸、塑料壁纸、木质装饰人造板、树脂浸渍纸高压装饰层积板、塑料装饰板、金属装饰板、矿物装饰板、陶瓷装饰壁画、穿孔装饰吸音板、植绒装饰吸音板、玻璃纤维贴墙布、麻纤无纺墙布、化纤墙布、天然大理石饰面板、天然花岗石饰面板、人造大理石饰面板、水磨石饰面、陶瓷釉面砖、陶瓷墙面砖、陶瓷锦砖、玻璃马赛克等。

地面装饰材料花色多样，品种齐全，主要有：地面涂料、地板漆、水PPP地面涂料、环氧树脂地面涂料、溶剂型地面涂料、竹木地板、纯实木地板、实木拼花地板、实木复合地板、人造板地板、塑料地面卷材、纯毛地毯、混纺地毯、合成纤维地毯、塑料地毯、植物纤维地毯等。

吊顶装饰材料主要要求方便装，质量轻的塑料、木质、铝质板材等，主要有：塑料吊顶板、钙塑装饰吊顶板、PS装饰板、玻璃钢吊顶板、有机玻璃板、木质装饰板、木丝板、软质穿孔吸声纤维板、硬质穿孔吸声纤维板、矿物吸声板、珍珠岩吸声板、矿棉吸声板、玻璃棉吸声板、石膏吸声板、石膏装饰板、铝合金吊顶板、金属微穿孔吸声吊顶板、金属箔贴面吊顶板。

当今材料种类多样，性能、价位各异，但人们在今后的装饰材料中更应该注重材料的环保性、成品易安装性，安全耐久、艺术性等特点。

1.注重环保性能。现在室内装饰材料应该符合时展，注重材料环保特性，当今时代，人们的生活空间受到极大的挑战，雾霾、沙尘暴等极大的影响人们的生存环境，现代人们非常注重生活空间的环保，整洁、干净。

2.注重成品化安装。时代快节奏的生活方式决定今后装修的特点，方便快捷是今后人们对装修材料的主要选择、认可指标。装饰材料的成品化已经成为时代的需求。

3.安全性要求。装修材料一定要安全耐久，防腐、防火、防霉、防白蚁等已经是衡量装饰材料性能的重要指标，安装符合各项指标及要求显得极其重要，当今材料必须满足安全耐久性能。

4.注重装饰材料的审美艺术性。现代的装饰装修材料的淘汰与更新的速度是相当快的，很可能目前所材料的最新的装饰材料在3年后已经属于古董产品。在材料的运用上也是陈旧、单一、单调，创新观念比较差。因此，材料的更新换代尤为重要，时代不同，人们的审美观点，追求生活中的舒适感，提升生活品味等特点比较明显。当下材料生产一定要满足时代生活，满足人们的审美习性，满足社会艺术潮流才是“王道”，这样的厂家才有“生路”。

目前市场上一些材料非常注重材料的环保、防潮、防火、易清洁、艺术观赏等性能及特点。这样的材料也更能满足时代人群的需求。

PE木塑复合材料（图一），有天然木材的外观，亲近自然，亲近人类，生态绿色环保。产品具有强度高，耐冲击，不开裂，不变形，易清洁，易加工，耐潮湿，耐酸碱，耐老化，防水，防霉，防虫防蛀，无污染等优良性能，是阳台、卫生间等空间实用的优质材料。具有节约能源，无任何毒害，防虫蛀，防潮湿，不龟裂，高防火性，可以保护墙壁，便于清洁，无需保养等优质特点。

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关键词：基因；转基因生物材料；经济特性；成本结构；市场结构；用户需求特征

1　转基因生物材料的定义

应用转基因生物技术研究和开发而获得的带有特异生物遗传信息的基因、重组载体、转化体、融合细胞和组织，以及用这些生物材料制备的活性制剂。它们主要是用于进一步的转基因生物新品种、药品等的研究。作为一种特殊的商品，转基因生物材料的交易是伴随着生物技术的发展逐渐兴起的，大多数是以科研机构以及具有生物技术研发能力的生物及制药公司为目标客户。

2　转基因生物材料的经济特性

2.1 转基因生物材料的可复制性

生物之所以能够将其特定的性状代代相传而不发生改变，正是得益于带有其遗传信息的基因以及与之相关的各类遗传物质能够通过一系列复杂的生化反应而进行复制，从某种意义上说，转基因生物材料最大的价值正是在于其能够在合适的生化条件下产生复制，并且从经济学上来讲，生产这类转拱因生物材料每单位所增加的边际成本都非常小，甚至趋近于零，尽管前期研发投入的资金都非常巨大。转丛因生物材料的可复制性一方面为转基因生物技术的发展和广泛应用提供了必要的条件，但同时也带来了一系列与之相关的知识产权保护问题，这类产品的提供商必须在不正当复制的情况具有很大不确定性的条件下，开展利润最大化的交易和定价决策。

2.2　转基因生物材料使用效用的滞后性

转基因生物材料的需求方多为大学、转基因生物技术研究机构以及具有转基因分子生物技术研究实力的生物和制药公司，他们应用这些转基因生物材料可以作进一步的遗传转化研究。由于科学研究的巨大风险和不确定性，应用这些转基因生物材料能否达到预期的科研目的，得山预期的科研成果，不仅仅取决于转基因生物材料本身，它与科研人员的科研能力，科研设备和辅助材料的选用，甚至实验室的气温、光照等自然环境都密切相关。

2.3　转基因生物材料的易变性

正如转基因生物材料的定义中所描述的，基因、载体等材料都是以分子计的微小物质单位，将它们从自然界中分离出来本身并不容易，但是一旦分离出来，它们又很容易被研究人员修改或是重新组合，现代分子生物学中的酶切技术便是专门针对修改或是重组dna而开发出来的专门技术。对转基因生物材料的修改或是重组是进行转基因研究的需要本身无可厚非，但是这同样会带来相关的知识产权问题，毕竟仅仅一两个碱基对的改变就将前期科研人员的大量工作形成的权益予以否定实在是一件令人难以接受事情。

3　转基因生物材料的成本结构

3.1　研制开发成本高，生产制造成本低

转基因生物材料生产的一个重要的特征是研发成本极高但此后的复制生产成本很低，以至于相对于其母本的研发成本，再增加一个副本的成本几乎可以忽略不计。一种转基因生物材料的研发通常需要投入大量的人力物力，其费用极为高昂，而且这些成本大部分是沉淀成本，即一旦这种材料研究终止或是失败，成本就不能收回。一个基因从分离、测序直到功能鉴定取得成功，研究费用通常需要数百万甚至数千万美元。但是，一旦这个基因成为稳定的材料，则复制它的一个副本就只需要提供特定的生化反应环境进行培养，成本不过数美元而已。

3.2　生产过程中固定成本商，可变成本低

相对于传统产品，转基因生物材料类产品在生产过程中表现出了高固定成本，低边际成本的特点。由于 转基因生物材料的生产一般是在严格的实验室环境中进行，需要先进的生化反应仪器设备以及配套的生化试剂，在正式复制母本之前需要完成很多前期工作，这些都是作为生产的固定成本投入，往往耗资巨大，而一旦有了转基因生物材料的母本，多生产一个副本的成本便几乎为零，增加的变动成本几乎可以忽略不计，与产量水平无关，这样的成本结构自然而然形成了巨大的规模经济效益，转基因生物材料供应商生产得越多，平均成本就越低，如图：

  

其成本函数可以表示为c＝c0+cq(其中q表示转基因生物材料的产量，c表示产量为q时转基因生物材料的总成本，c0为转基因生物材料生产的固定成本，c为转基因生物材料的边际成本，根据转基因生物材料的特点，我们可以得出，这里c很小。

4　转基因生物材料的市场结构

由于转基因生物材料的生产具有唯一性、独创性以及特殊的成本结构，因此很容易导致生产者垄断。一方面，市场规模的扩大几乎不会受到边际成本mc和平均成本ac递增的限制，产量很容易扩大到足够垄断整个市场；另外由于属于生物技术研究中上游的产品，转基因生物材料供应商之间的竞争往往表现为资金、技术及科研实力的竞争，行业壁垒很高，加上生物材料通常被作为知识产权来保护，市场先人者具有很大的优势，后入者只能被动跟随。由于垄断程度的不同，转基因生物材料的市场结构一般情况下分为寡头垄断市场和垄断竞争市场。

(1)寡头垄断市场。

在寡头垄断市场上存在这样的龙头企业，它们的产品不一定是最好的，但凭借规模经济享受对较小的竞争对手的价格优势。处于这种垄断地位的厂家在生物材料投入市场初期，可以利用该产品需求弹性小的特点进行“高价定价策略”。但从长远来看为维持寡头垄断地位，厂家一般一方面采取“限制定价”，即防止其他竞争者受高额利润引诱而进入该市场，分割市场份额；另一方面，他们会紧跟技术发展前沿，对原有产品进行更新换代，以保持技术的领先性；同时他们会增加产品的“转移成本”，锁定客户，防止客户的流失。

(2)垄断竞争市场。

由于生物技术的变革速度，长期在市场中占据垄断地位的厂家并不存在，许多潜在的进入者对自己的产品进行差异化，从而使产品结构也发生了改变，从同质产品转变为一个差异产品的行业，即形成了垄断竞争的市场结构，在这个市场中，一个企业处于有着众多差别产品的市场竞争中，企业必须为自己的产品增加价值，使自己的转基因生物材料和竞争对手有所区别，即要实施产品差别化战略。为了给自己的产品制定合适的价格，他们多采取“多重价格定价”策略，即根据不同用户的对产品的偏好不同，以至于最大支付意愿的不同来对同一产品进行不同的定价策略，从而获得利润的最大化。在生物技术领域存在大量这样的公司，尽管有的规模并不大，但是其提供的转基因生物材料在特定的科研领域内都具有很强的垄断力量，以此来获取超额利润。

5　转基因生物材料的用户需求特征

(1)转基因生物材料的交易多在特定的生物技术知识网络中进行，产品价格弹性较小。

对于转基因生物材料的用户来说，这类产品是属于他们进行科学研究的“原材料”，应用这些材料进行后续的转基因研究对科研人员的专业知识，科研条件及研究经费等都有较高的要求。也就是说，对这些生物材料有需求的人都是处在特定的生物技术知识网络之中，他们的研究领域相对固定，因此需求具有一定程度的刚性，再加上这类转基因生物材料大都是针对某一特定的转基因技术研究领域，相互替代的可能性很小，故其价格对需求量的影响不像传统商品那样明显，呈现出产品价格弹性较小的特征。

(2)用户需求偏好具有很大不确定性。

转基因生物材料特殊的经济特性和成本结构使得传统的定价策略无法为这类产品确定一个最优的价格。最理想的方法是根据这类材料对不同客户的价值来定价，因为科研机构的实力，科研项目的进度、目标以及项目预算大小、来源，甚至科研人员的学术网络等等对这些“原材料”的采购决定都有着很大的影响，同样的转基因生物材料，对于上述特征不同的客户来说所具备的价值可能相去甚远。转基因生物材料的供应商能做的就是更多地依赖客户信息以便根据偏好来对客户进行分类，因此，厂商有必要根据客户类型进行产品定制和差别定价，因为它们的用途和价值是相对不同的。此时，对于差异化的转基因生物材料，定价策略是以客户评价或他们的边际支付意愿为基础，而不是生产的边际成本。

(3)转基因生物材料用户具有锁定效应。

使用特定转基因生物材料对用户来说还具有较强的成本锁定效应。对传统产品来说，一个产品往往是独立使用的，采用另外的产品对它进行替代并不需要额外的成本。而由于转基因生物材料本身的技术特性以及用户需求的特殊性，从这种材料的开发伊始，到它供给客户用作下游的基因转化研究，都是一项系统的生物技术工程，其中涉及的基因工程、酶工程、试剂配制、设备检测等等环节都可能因为材料的不同而产生巨大变化。

篇11

关键词：基因；转基因生物材料；经济特性；成本结构；市场结构；用户需求特征

中图分类号：F014.36

文献标识码：A

文章编号：1672-3198(2009)09-0037-02

1　转基因生物材料的定义

应用转基因生物技术研究和开发而获得的带有特异生物遗传信息的基因、重组载体、转化体、融合细胞和组织，以及用这些生物材料制备的活性制剂。它们主要是用于进一步的转基因生物新品种、药品等的研究。作为一种特殊的商品，转基因生物材料的交易是伴随着生物技术的发展逐渐兴起的，大多数是以科研机构以及具有生物技术研发能力的生物及制药公司为目标客户。

2　转基因生物材料的经济特性

2.1 转基因生物材料的可复制性

生物之所以能够将其特定的性状代代相传而不发生改变，正是得益于带有其遗传信息的基因以及与之相关的各类遗传物质能够通过一系列复杂的生化反应而进行复制，从某种意义上说，转基因生物材料最大的价值正是在于其能够在合适的生化条件下产生复制，并且从经济学上来讲，生产这类转拱因生物材料每单位所增加的边际成本都非常小，甚至趋近于零，尽管前期研发投入的资金都非常巨大。转丛因生物材料的可复制性一方面为转基因生物技术的发展和广泛应用提供了必要的条件，但同时也带来了一系列与之相关的知识产权保护问题，这类产品的提供商必须在不正当复制的情况具有很大不确定性的条件下，开展利润最大化的交易和定价决策。

2.2　转基因生物材料使用效用的滞后性

转基因生物材料的需求方多为大学、转基因生物技术研究机构以及具有转基因分子生物技术研究实力的生物和制药公司，他们应用这些转基因生物材料可以作进一步的遗传转化研究。由于科学研究的巨大风险和不确定性，应用这些转基因生物材料能否达到预期的科研目的，得山预期的科研成果，不仅仅取决于转基因生物材料本身，它与科研人员的科研能力，科研设备和辅助材料的选用，甚至实验室的气温、光照等自然环境都密切相关。

2.3　转基因生物材料的易变性

正如转基因生物材料的定义中所描述的，基因、载体等材料都是以分子计的微小物质单位，将它们从自然界中分离出来本身并不容易，但是一旦分离出来，它们又很容易被研究人员修改或是重新组合，现代分子生物学中的酶切技术便是专门针对修改或是重组DNA而开发出来的专门技术。对转基因生物材料的修改或是重组是进行转基因研究的需要本身无可厚非，但是这同样会带来相关的知识产权问题，毕竟仅仅一两个碱基对的改变就将前期科研人员的大量工作形成的权益予以否定实在是一件令人难以接受事情。

3　转基因生物材料的成本结构

3.1　研制开发成本高，生产制造成本低

转基因生物材料生产的一个重要的特征是研发成本极高但此后的复制生产成本很低，以至于相对于其母本的研发成本，再增加一个副本的成本几乎可以忽略不计。一种转基因生物材料的研发通常需要投入大量的人力物力，其费用极为高昂，而且这些成本大部分是沉淀成本，即一旦这种材料研究终止或是失败，成本就不能收回。一个基因从分离、测序直到功能鉴定取得成功，研究费用通常需要数百万甚至数千万美元。但是，一旦这个基因成为稳定的材料，则复制它的一个副本就只需要提供特定的生化反应环境进行培养，成本不过数美元而已。

3.2　生产过程中固定成本商，可变成本低

相对于传统产品，转基因生物材料类产品在生产过程中表现出了高固定成本，低边际成本的特点。由于

转基因生物材料的生产一般是在严格的实验室环境中进行，需要先进的生化反应仪器设备以及配套的生化试剂，在正式复制母本之前需要完成很多前期工作，这些都是作为生产的固定成本投入，往往耗资巨大，而一旦有了转基因生物材料的母本，多生产一个副本的成本便几乎为零，增加的变动成本几乎可以忽略不计，与产量水平无关，这样的成本结构自然而然形成了巨大的规模经济效益，转基因生物材料供应商生产得越多，平均成本就越低，如图：

其成本函数可以表示为C＝C0+cQ(其中Q表示转基因生物材料的产量，c表示产量为Q时转基因生物材料的总成本，C0为转基因生物材料生产的固定成本，c为转基因生物材料的边际成本，根据转基因生物材料的特点，我们可以得出，这里c很小。

4　转基因生物材料的市场结构

由于转基因生物材料的生产具有唯一性、独创性以及特殊的成本结构，因此很容易导致生产者垄断。一方面，市场规模的扩大几乎不会受到边际成本MC和平均成本AC递增的限制，产量很容易扩大到足够垄断整个市场；另外由于属于生物技术研究中上游的产品，转基因生物材料供应商之间的竞争往往表现为资金、技术及科研实力的竞争，行业壁垒很高，加上生物材料通常被作为知识产权来保护，市场先人者具有很大的优势，后入者只能被动跟随。由于垄断程度的不同，转基因生物材料的市场结构一般情况下分为寡头垄断市场和垄断竞争市场。

(1)寡头垄断市场。

在寡头垄断市场上存在这样的龙头企业，它们的产品不一定是最好的，但凭借规模经济享受对较小的竞争对手的价格优势。处于这种垄断地位的厂家在生物材料投入市场初期，可以利用该产品需求弹性小的特点进行“高价定价策略”。但从长远来看为维持寡头垄断地位，厂家一般一方面采取“限制定价”，即防止其他竞争者受高额利润引诱而进入该市场，分割市场份额；另一方面，他们会紧跟技术发展前沿，对原有产品进行更新换代，以保持技术的领先性；同时他们会增加产品的“转移成本”，锁定客户，防止客户的流失。

(2)垄断竞争市场。

由于生物技术的变革速度，长期在市场中占据垄断地位的厂家并不存在，许多潜在的进入者对自己的产品进行差异化，从而使产品结构也发生了改变，从同质产品转变为一个差异产品的行业，即形成了垄断竞争的市场结构，在这个市场中，一个企业处于有着众多差别产品的市场竞争中，企业必须为自己的产品增加价值，使自己的转基因生物材料和竞争对手有所区别，即要实施产品差别化战略。为了给自己的产品制定合适的价格，他们多采取“多重价格定价”策略，即根据不同用户的对产品的偏好不同，以至于最大支付意愿的不同来对同一产品进行不同的定价策略，从而获得利润的最大化。在生物技术领域存在大量这样的公司，尽管有的规模并不大，但是其提供的转基因生物材料在特定的科研领域内都具有很强的垄断力量，以此来获取超

额利润。

5　转基因生物材料的用户需求特征

(1)转基因生物材料的交易多在特定的生物技术知识网络中进行，产品价格弹性较小。

对于转基因生物材料的用户来说，这类产品是属于他们进行科学研究的“原材料”，应用这些材料进行后续的转基因研究对科研人员的专业知识，科研条件及研究经费等都有较高的要求。也就是说，对这些生物材料有需求的人都是处在特定的生物技术知识网络之中，他们的研究领域相对固定，因此需求具有一定程度的刚性，再加上这类转基因生物材料大都是针对某一特定的转基因技术研究领域，相互替代的可能性很小，故其价格对需求量的影响不像传统商品那样明显，呈现出产品价格弹性较小的特征。

(2)用户需求偏好具有很大不确定性。

转基因生物材料特殊的经济特性和成本结构使得传统的定价策略无法为这类产品确定一个最优的价格。最理想的方法是根据这类材料对不同客户的价值来定价，因为科研机构的实力，科研项目的进度、目标以及项目预算大小、来源，甚至科研人员的学术网络等等对这些“原材料”的采购决定都有着很大的影响，同样的转基因生物材料，对于上述特征不同的客户来说所具备的价值可能相去甚远。转基因生物材料的供应商能做的就是更多地依赖客户信息以便根据偏好来对客户进行分类，因此，厂商有必要根据客户类型进行产品定制和差别定价，因为它们的用途和价值是相对不同的。此时，对于差异化的转基因生物材料，定价策略是以客户评价或他们的边际支付意愿为基础，而不是生产的边际成本。

(3)转基因生物材料用户具有锁定效应。

使用特定转基因生物材料对用户来说还具有较强的成本锁定效应。对传统产品来说，一个产品往往是独立使用的，采用另外的产品对它进行替代并不需要额外的成本。而由于转基因生物材料本身的技术特性以及用户需求的特殊性，从这种材料的开发伊始，到它供给客户用作下游的基因转化研究，都是一项系统的生物技术工程，其中涉及的基因工程、酶工程、试剂配制、设备检测等等环节都可能因为材料的不同而产生巨大变化。

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【关键词】建筑施工；施工技术；相变材料

传统的材料性能是固定的，相变材料是与这些材料相对，具有诸能功能的材料，它的英文描述为PhaseChangeMaterial，简称PCM。在建筑节能中应用相变材料，能利用材料的性能使建筑具有节能的功能。

1相变材料发展及在建筑节能工程中的特性

在20世纪60年代，美国宇航局为了发展航空技术开发了相变材料，以后这种材料被广泛的应用在太阳能利用、采暖和制冷、供电系统优化、医学工程、储热建筑工程领域中。相变材料的第一个特点为形态多样化，相变材料既可以固态的形式出现，又可以液态的形式出现，它便于生产、便于利用，应用的领域非常广泛；相变材料的第二个特点为恒定的特点，就是指无论相变材料在作业状态还是非作业状态，只要在它的相变范围内，它的状态就是恒定的，这种高稳定性能令它被人们频繁的使用；相变材料的第三个特点为具有其它物质状态的特点，即在相变材料的诸能范围内，它能吸收周围环境多余的能量，待环境改变后释放能力，这是相变材料最重要的特点，也是它被人们使用的主要原因。

2相变材料发展及在建筑节能工程中的分类

相变材料根据材料构成来分类，可分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料。无机相变材料根据构成可为结晶水合盐构成、熔融盐类构成、金属相变材料构成、多元混合物质构成。有机相变材料根据构成可分为多元混合物构成（包含石蜡烷烃混合物及脂酸类这两种物质构成）、低共溶共晶混合物构成、其它有机物质构成。复合相变材料根据构成可分为高分子复合材料构成、微胶囊体复合材料构成、纳米复合材料构成。过去人们采用无机相变材料或有机相变材料，后来人们发现复合材料可以发挥两种相变材料的优势，克复相变材料的劣势，于是复合相变材料是目前被广泛应用的材料。相变材料根据形式来分，可分为固固相变、固液相变、固气相变、液气相变这四种形式。固气相变与固液相变对应用环境的要求较高，目前还被液究及开发中，较少在建筑施工领域中应用。不同熔点的相变材料被应用在建筑施工中不同的领域范围里。比如熔点为0~8℃及15~22℃的相变材料，一般应用在制冷的领域中；熔点为19~28℃的相变材料，一般应用在建筑围护结构中；熔点为30~55℃的相变材料，一般应用在地板采暖系统中；熔点为40~50℃的相变材料，一般应用在热泵蓄热系统中。

3相变材料发展及在建筑节能工程中的应用

3.1相变储能墙板

这是在80年代开发出的一种墙板。这种墙板的基材为石高、混凝土材料、保温隔热材料。这种墙板可以作为建筑物的围护结构，起到诸热、散热调节温度的作用。建筑围护结构应用了相变材料后，增加了围护结构的惰性，令建筑物的室内环境变得更舒服。

3.2相变储能混凝土

这是一种以混凝土材料为基材，混合有复合相变材料的智能混凝土。这种混凝土材料作为建筑物的外墙，可让建筑物具备节能的功能。相变混凝土材料之所以有储能的功能，是由于混凝土材料中混入了复合相变材料，这种材料本身会让混凝土的性质产生巨大的变化。混凝土施工中最常出现的质量问题为裂缝问题，如果混凝土材料裂缝过多，施工成品的质量就会出现问题。而混凝土出现裂缝的重要原因是混凝土材料易出现内外温差大的问题，特别是大型混凝土材料极易出现内外温差大的问题。如果在混凝土材料中添加了复合相变材料，它能智能的调节混凝土的温度，令混凝土内外温差恒定。目前相变混凝土的研发还存在一些技术问题，还需要继续研究。

3.3建筑保温隔热材料

如果在建筑保温隔热材料中添加相变材料，可强化保温隔热材料的性能。在保温隔热材料中加入相变材料有几种优势。第一种优势，发挥相变材料的特点，强化建筑保温隔热才料的性能；第二种优势，相变材料具有质轻的特点，应用相变材料可降低保温隔热材料的质量，便于施工单位施工；第三种优势，相变材料具有粘结能力强、耐久性强、强度高的特点，它能提高建筑保温隔热材料的整体质量。

3.4相变砂浆材料与涂料

这是在建筑砂浆材料及涂料中混合相变材料，使砂浆材料与涂料具备储能的性能。目前已经有多孔超细SIO2材料制作而成的复合相变隔热涂料，这种涂料比普通的涂料生产成本低、隔热性能强，以后会被广泛应用。

3.5相变蓄热地板

相变储热地板是指在铺设地板时，在地板材料中添加相变材料，使地板材料变成电加热相变蓄热地板，这种地板可以使用较少的能耗释放较多的热能，并且放热均匀、垂直温度梯度小，应与人体逐渐适应外部环境的节奏同步，能够令环境变得更舒服。我国南方大部分地区没有集中供暖的系统，如果在南方的建筑施工中应用相变蓄热地板，就可令南方的建筑具有冬暖夏凉的性能。

4总结

虽然相变材料具有生产成本小、应用领域广泛、储能性能高、无毒无腐蚀性、无异味、无降解的特点，可是相变材料的应用还存在一些问题。其中最主要的三个问题为相变材料的耐久性问题，部分相变材料有应用的年限，超过应用年限即失去储能的性能；相变材料与基体的相容性的问题，部分相变材料不能与基体材料融合，应用中会破坏建筑施工基体材料；相变材料的封装问题，如果相变材料泄露，建筑本身会失去储能的功能，并且相变材料会污染环境。虽然相变材料的应用还存在种种问题，但是在建筑施工中人们会逐渐加大相变材料应用的范围及比例，这是未来建筑施工技术发展的趋势。施工单位要结合施工项目的要求、施工成本、施工技术选择适合的相变材料，应用材料优化建筑施工的质量。

【参考文献】

[1]杜嘉雯,李勋峰.石蜡/膨胀石墨复合相变保温砂浆的制备及性能研究[J].建筑与文化.2015(12)

[2]曹洪吉,刘伟.相变材料在建筑上应用现状[J].江苏建筑.2013(06)

[3]杨茹,万勇,杨懿政,魏超.有机相变材料在建筑节能中的应用[J].材料导报.2015(S1)

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关键词：功能高分子材料；纳米技术；可生物降解；

高分子材料早已经渗透到。我们人类生活的方方面面，在日常生活处处。都有着重要的应用。所以我们每个人都。对于高分子材料不陌生。它又叫聚合物材料，通常指的是无数个小分子化合物再通过化学键，形成的大分子化合物。生活里可见的聚合物材料主要有合成橡胶、合成塑料、合成纤维这三种。到上世纪六十年代左右，这些聚合物材料已经可以用来制造衣服、日常用品及各种工业材料，满足相关行业的需求。在未来，高分子材料主要运用领域分别是：纳米高分子材料复合应用、高分子材料功能化、生物可降解高分子材料开发。以及航天工业领域应用。

一、高分子材料功能化发展

功能高分子材料是一种聚合物大分子，它大多来自于半人工及人工合成的高分子材料。它与一般的聚合物有很大的不同，在化学性质及物理性能上都发生了很大的变化，主要是增加了一些光学、电学等方面的特殊功能。在高分子研究中，有一个特殊领域，就是功能高分子，也就是那些数量甚微、作用特别、性能独特却是运用新技术时必不可少的高分子材料。

随着科技的进步，以及社会经济的发展，新能源开发、交通和航天技术、微电子技术、生物医药等多个领域都如雨后春笋般蓬勃发展，这些领域的发展离不开功能高分子材料这个重要的基础。

在功能设计方面，高分子材料的主要作用是：

1）用分子设计来合成新的功能。如研制非晶质光盘（APO）；

2）以特别加工来增添材料功能特性。如功能高分子膜和塑料光纤；

3）用两种或两种以上性能不同或者功能各异的材料，加以复合之后形成新材料所具有的功能，如EMI/RFI屏蔽导电、塑料、高分子磁性体和复合层积复合填料；

4）对材料的表面进行处理，从而让材料具备新功能，如EMI/RFI屏蔽导电塑料、表面处理法。

功能设计，这一理论在所有功能高分子材料领域内都得到了运用，这自然也同其材料的研究方向紧密相关。在生物医药上，有研究者利用电化学反应，模仿自然骨的成分及其产生过程，让胶原通过微环境及反应动力，实现分子自组装和矿化，最终获得有关成份、骨组织及其结构。利用相似度极高的生物活性涂层以及调控生物活性因子促进骨的生长。这种技术可以提高医用移植体相关材料的生物活性，从而可以加速治好患病的骨骼。

由于功能高分子材质具备与众不同的出色作用，它可以替换许多功能材料，并可以通过功能高分子材质来改善其他材料的性能，让其变成一种全新的功能材料。有鉴于此，功能高分子材料及特种高分子材料在国内外相关领域内受到越来越高的重视，科学家开展的相关研究也非常多。因此，发展功能高分子，其涉及面O广，关系到许多学科的研究。我国也非常关注这一领域的研究，在自主研发的基础上，加强国际交流，目前相关水平已处在世界的前列。

二、运用纳米技术，改性高分子材料

纳米技术一般是来钻研纳米材料的特性和对其结构进行制造的工艺。当一种东西在现代化手段下以纳米来描述时，那么它本身的作用便会产生一些变化，从而出现一些奇特的现象，表现出和普通物质不一样的性质。并且，若是把具有特殊性质的粒子和其他高分子物质混合时，这种特殊的粒子会使高分子物质发生性能的改变。所以，在改变高分子物质的过程中，运用的纳米技术有两种：一是对这两种物质加以合成，二是用纳米粒子影响高分子材料的性能。第一种占得比例最多。

举个例子，在探究苯乙烯一丙烯酸醋IPN/MMT纳米复合阻尼材料时，可将这两种物质时行复合，据此提高其抗震、降噪的效果。结合众多实验结果，我们可以知道，聚合物基体中平均分布了二维纳米片之后，该材料原本的能量将会有很大的升高，与此同时，基体材料的增韧性更好，耐磨性更强，阻透性也大大提高，也发送了其抗菌性以及抗老化性能，同时防紫外线的能力也有所提高。

又比如，把纳米无机粘土粒子利用其他的改性剂，在化学反应后得到的纳米粒子片层，与尼龙等其他材料混合，得到的新材料的阻止燃烧的功能更加好。将纳米材料和它的结构的多种特性组合使用，能够产生其他的多种新的材料。

三、生物可降解高分子材料的发展

在特定时间及一定条件下，微生物或其分泌物利用化学分解的形式，可以获得降解的新材料。

高分子材料已在日常生产及生活中得到了广泛的应用。可是，由于它无法循环使用，不易分解，加上用量很大，久而久之，就给环境带来了比较厉害的化学污染。一般情况下，在降解这些废弃的塑料制品时，最广泛使用的办法是挖坑埋掉或者烧掉，然而，这些方法都会对环境造成不可弥补的伤害。

譬如，我们的日常生活中，超市购物，买菜，包装，全都用塑料制品，面对这一现象，四川有一家生物科技公司研制了一种抑菌的可降解的包装食物的材质，先把壳聚糖通过辐射法作出辐照降解，再混入偶联剂助剂溶液，搅拌均匀，而后通过干燥使溶剂脱离后，再和聚己内酯类可降解高分子材料混合在一起得出。聚己内酯可以全部的溶解掉，而壳聚糖则可以抑制某些微生物的生存繁衍。

所以，在研究这一新材料时，重点是研究出可降解的聚合物，如何对已经存在的可降解聚合物加以利用，经济意义是十分明显的，值得研究。

四、先进高分子材料在航天工业领域的应用

自中华人民共和国建立以后，航天工业获得了长足进步，其代表是两弹一星，这也促进了相关新材料的科研及发展。进入新时代，我国又陆续开展了载人航天及探月工程等一系列重大科研项目，这自然也离不开更多新材料的支持，在这个领域，一些关键的材料研制获得突破性进展。这里面就包括高分子材料。它是发展航天工业必备的配套产品，一般包含橡胶、胶黏剂、工程塑料、密封剂和涂料等。

五、结语

本人从思考人类生存的环境问题出发，在建设环境友好型社会的基础上，形成了上述四个基本观点。当下，人们研究高分子材料，在目的及目标等方面，改变都十分明显：以往研究的目的是给人们的生活带来方便，如今则开始注意环境安全，不浪费能源与物质，循环使用，同时研发出能耗低、效率高的新材料。毫无疑问，环境因素已成为今后任何研发工作所需要重点考虑的问题。对于从事新材料研发工作的人们来说，只有研发出无毒、绿色、功能化、可降解的材料，与环境有利，才能解决白色、黑色等方面的污染问题。

参考文献：

[1]谢建玲.现代塑料加工应用，1995.

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关键词：材料物理；人才培养；课程设置

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0058-02

一、材料物理专业简介

材料物理专业各高校定义不一，纵观各大高校的描述，认为南京邮电大学[1]描述比较全面：材料物理专业培养掌握材料科学的基础理论与技术，掌握现代材料科学研究方法，掌握材料性能与各层次微观结构之间关系的基本规律，能从事各种材料应用基础理论研究，传统材料的性能改进与新型材料开发与研制，材料的合理使用和材料的检测分析等工作的高级专门人才。能在材料科学与工程和相关交叉学科领域从事科研、教学、产品研发、生产技术或管理工作的具有理科素质及工科意识的理工复合型专门人才。本专业毕业生应具有以下几方面的能力和素质：具备宽厚的数学和物理基础，较好的计算机和电子科学技术基础，人文社会科学基础和外语综合能力；系统掌握物理和材料物理基础理论，基本实验方法和技能；本专业学生继续深造的方向有材料学、材料物理与化学、材料加工工程、微电子学与固体电子学、凝聚态物理、物理电子学、光学和半导体物理学等。本专业学生毕业后可以在材料、能源、电子、信息等诸多领域和交叉学科从事教学、科研、开发、设计和管理工作。主要研究方向有：固体微结构分析与信息功能材料，位移式相变与形状记忆和超弹性材料，复合功能材料与智能结构，生物医学材料及应用以及界面化学与功能陶瓷等。

二、材料物理人才培养的瓶颈

材料物理专业，一般属于理学院或者材料工程学院下辖的专业之一，所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构，尤其是微观结构，材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。毕业生可能面临的另外一个问题是，由于很多高校建立材料专业的背景不同，兼之材料科学作为专业名称提出来，又不是很长时间的事情，造成很多用人单位不了解这个专业的毕业生究竟是做什么的。这也是导致这几年材料物理专业越来越多的毕业生毕业后待业的一个重要的原因。众多的因素阻碍着材料物理学生的发展，但是最主要的还是学生的专业课程设置，不同的教学安排会培养出完全不同的学生，最终的结果也会大不相同。

三、材料物理人才培养的趋势

材料物理专业是材料科学不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石，材料支撑着人类文明。虽然材料物理专业目前遇到了很多的问题，但是幸运的是这些问题被教育者意识到了，现在很多学者都在探讨材料物理专业以后的培养模式和方向。随着科学技术的发展，材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。这也就意味着材料行业将迎来一次大的变革，相应的材料产物也会随着变化。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各个领域的应用。社会对人才的要求是各大高校培养学生的一个重要依据，虽然各个学校有自己的特色，但是面对瞬息万变的局势，各大高校还是打破框架，寻求发展。很多学校与时俱进，将材料学的重心由传统材料开始偏向于新型材料，如：纳米材料、复合材料、环保材料、电子材料等。从目前来看，在短时间内，各大高校的培养趋势将会继续朝着微型化、功能化、智能化材料方向发展，未来也会随着科学技术的发展，跟上前沿科技，不断更新培养计划，培养出21世纪综合型的人才。

四、武汉科技大学材料物理专业简介

武汉科技大学理学院材料物理专业开办于2001年，是一门材料学与物理学相交叉的学科，迄今已有6届毕业生，材料物理专业在探索中发展。武汉科技大学材料物理专业培养适应现代化建设需要，具有远大理想和良好思想品德，具有较深厚的数学和物理学基础，掌握材料科学基本理论和现代材料科学研究与测试的基本方法，能在科学研究、科技服务、教育、工业、事业、社会服务等方面从事材料及其相关领域的研究设计、性能检测、技术开发、质量管理等方面工作的应用型高级专门人才。然而随着经济的快速发展，工程教育的扩大，材料类专业教育进行了改革。武汉科技大学材料物理专业自2004年以来，也对教学进行了初步调整，但特色仍不明显。2008年金融危机以来，大学生就业问题越来越严重，材料物理专业的发展也因此面临着新的挑战，对未来科学和教育趋势面临着新的思考。武汉科技大学材料物理专业就业率有降低趋势，加入钢铁相关企业的毕业生也逐年减少，选择考研的同学占大多数。

五、材料物理专业课程设置的特点

通过对国内多所名校的调研，给出了以下结论：名校的课程都由基础课、专业课、必修课、选修课和实践课组成。名校的课程设置都是紧密结合本校的特色，充分依托学校这个平台，使专业的发展平台更加宽广同时有底气。名校在设置课程的时候也会均衡各个学期学生的学习任务，学生的接受程度，尽量做到循序渐进，由浅入深，由易到难。所有的高校都步伐统一的把专业课放在了第五、第六和第七学期。但是调查表明学生并不希望太晚上专业课，特别是第七学期，大家都希望可以提前一些时间上专业课，使专业课上课时间同学生考研和找工作的时间分开。武汉科技大学材料物理专业的主要课程有普通物理、理论物理、固体物理、数学物理方法、物理化学、材料物理导论、材料科学基础、材料研究方法、材料合成与制备、普通物理实验、近代物理实验、材料物理专业实验等。我校材料物理由于成立得比较晚，所以成立的时候大量的借鉴了其他高校的课程安排。虽然这样的借鉴可以帮助我们少走弯路，但是过多的借鉴使我校的材料物理专业缺乏特色。我校的材料物理专业的基础课就是一些最基本的知识，我有人有，人有我无。不过有一点也是值得欣慰的，就是我们的物理基础比较牢靠。我们的专业选修课虽然很多，但是不受重视，安排的时间太晚。我们的专业课比较少，而且都是些入门的基础知识，实用性不强。实验很多，但是创新实验比较少，都是些传统的实验，且在考核方式上要进行合理的改善。实践课程安排得很好，这是我校的亮点。总体来说，我校的材料物理专业的课程偏理论，应用型的课很少，课程间的交叉太多，这样造成我们的课程多而杂，缺乏特色，就业口径窄。换句话说，我校的材料物理专业的整体设计显得太过中规中矩，这样的设置不会出错，但是也缺少特色，缺乏亮点，所以我们的课程设置有必要进行一些改进。如何更好更有效地改进材料物理专业课程的设置将是我们下一步重点研究和讨论的课题。

参考文献：

[1]南京邮电大学.材料科学与工程学院专业介绍[EB/OL].http：///s/73/t/164/a/7915/info.jspy，2010-01-01.

[2]石敏，陈翌庆，许育东，等.论材料物理专业教学的改革[J].中国科教创新导刊，2009，（19）：73-74.

[3]刘强春，袁广宇，戴建明.材料物理专业实验课程体系的改革与实践[J].牡丹江师范学院学报，2010，70（1）：65-66.