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竹子方面论文范文参考文献,与gocheck文检测试题相关毕业论文
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;用茎来建造——实质上是中空圆柱体——限制了单个建筑构件的形状以及建筑物本身的耐久性.麻省理工学院(MIT)的科学家们与来自英国和加拿大的建筑师和木材加工商正在寻找方法能够将竹子变成更像是木质复合材料的建筑材料,例如胶合板.其想法是,一个杆或秆可以被切成小块,然后能够结合在一起形成坚固的块——就像是传统的木质复合材料.这种类型的结构性产品可以用于建造更具弹性的建筑物——尤其是在像中国,印度和巴西这样竹子丰富的地方.
这样的竹制品目前得到了几家公司的开发.MIT的项目计划旨在对这些材料获得更好地了解,从而使竹子能够在结构上得到更有效地使用.为了达到这一目的,麻省理工学院的研究人员已经分析了竹子的微观结果,并且他们发现,该植物比松树,冷杉和云杉这样的北美软木更加强壮,而且密度也更大,从而使得该植物成为了复合材料的一个良好的前景资源.
"竹子广泛生长在快速发展经济的区域里,因此它是混凝土和钢材的一个替代的建筑材料,"麻省理工学院材料科学家与工程专业的教授马图拉S萨拉帕塔斯表示."你可能不会用竹子建造一个摩天大楼,但是肯定会建造较小的结构,例如房子和低层建筑."
吉布森和她的同事们由内而外地分析了竹子的部分,并且在微尺度上测量了每个部分的刚度.事实证明,竹子接近外壁的地方是最密集的.研究人员利用他们的数据建立了一个预测竹子给定部分强度的模型.
该模型可能有助于木材加工者确定如何组装一个特定的竹制品.正如吉布森对其解释的,竹子的一个部位可能比另一个部位更适合于某一特定的产品:"如果你想要一个弯的竹染,可能你会希望把密度较大的材料放在顶部和底部,而密度较小的部位放在中间,因为梁顶部和底部的压力较大,而中间的压力较小.我们正在研究我们能够如何在你所建造的结构中优化竹子材料的选择."
吉布森和她的同事们将他们的研究结果发表于《皇家学会:接口》杂志上.
对竹子的研究,由内而外
对于他们的实验,研究人员分析了毛竹的标本,这种竹子是中国所使用的竹子的主要品种.与大多类型的竹子一样,毛竹长得是中空的,圆柱形的茎或秆,根据茎长度的节点出现分段.竹子能够在短短几个月的时间内就生长到20米的高度——与一个六层的大楼一样高.然后,秸秆再用几年的时间才能成熟——但是仍然比松树雄伟的,长达数十年的增长要快得多.
"一个令人印象深刻的事情是竹子生长的速度有多快,"吉布森指出."如果你种植和一片松树林和一片竹林,你会发现,你能够种植更多的竹子,并且其生长速度更快."
研究人员用电子显微镜获得了竹子微观结构的图像,并且创建了在茎的不同高度上整个茎壁完整的,微尺度的横截面.
所得到的图像显示出了维管束——空间的管道——的密度梯度,维管束在从上到下的茎体中携带着流体,并且是由固体纤维细胞所包围的.这些束的密度向外以放射状增加——这是一种似乎在茎的较高位置增长地更为明显的渐变.
研究人员由内而外地将竹子砍成几部分,指出每个样品的径向和沿茎秆的纵向位置,然后通过执行弯曲和压缩试验来衡量样本的刚度和强度.特别是他们进行了纳米压痕,该方法是使用一个微波的机械尖端在样品上向下推,从而对更加精细尺度上的竹子材料的特性有了了解.从这些机械测试的结果中,吉布森和她的同事发现,在一般情况下,竹子比大多数通常用于建筑的北美软木要更加强壮,并且也更加密集.
然后,研究人员使用刚度和密度的数据创建了一个能够精确地预测作为茎的位置函数的竹子机械性能的模型.吉布森表示,她在加拿大合作的木材加工商能够使用该模型作为指导来组装各种形状和尺寸的耐用竹块.
展望未来,加工商反过来将向MIT的研究小组发送合成样品来进行特征的描述.例如,产品可以被加工成含有竹子以及其他材料,从而减少产品的密度并且使其对昆虫具有抗性.这样的复合材料,吉布森表示,将不得不在微尺度上得到了解.
"我们想要研究竹秆原有的机械性能,以及处理是如何影响到该产品的,"吉布森表示."也许会有一种方法能够尽量减少任何类型的影响,并且以一种更通用的方式来使用竹子."
资料来源:麻省理工学院
Chemistdevelopsx-rayvisionforqualityassurance
ATechnicalUniv.ofDenmarkresearcherhasdevelopedamethodthatusesx-raysfortherapididentificationofsubstancespresentinanindeterminatepowder.Thenewtechniquehasthecapacitytorecognizeadvancedbiologicalmoleculessuchasproteins.Themethodthereforehasenormouspotentialinbothfoodproductionandthepharmaceuticalindustry,whereitopensupnewopportunitiesforthequalityassuranceofprotein-basedmedicines,forexample.
Itisseldomsufficienttoreadthedeclarationofcontentsifyouneedtoknowpreciselywhatsubstancesaproductcontains.Infact,todothisyouneedtobeahighlyskilledchemistortohavegenuinex-rayvisionsothatyoucanlookdirectlyintothemolecularstructureofthevarioussubstances.ChristianGrundahlFrankr,aPostdocatDTUChemicalEngineering,isalmostboth,ashehasdevelopedamethodthatallowshimtousex-raystolookdeepintobiologicalsamples.
The"fingerprints'"ofasubstance
Thetechniqueiscalled"powderdiffraction"andinvolvessubjectingasampletoanintensebeamofx-rays.Whenthebeamhitsthesample,itdisseminatesinthesamewayaslightdoeswhenreflectedbyadiscoball.Thisgeneratesapatternthatreflectsthestructureofthematerial.Eachindividualsubstancehasitsownuniquepattern—akindof'fingerprint'—whichmakesitreadilyidentifiablewhentheresultsarerunthroughadatabase.
Twodifferentcrystalformsoftheproteininsulin.Theillustrationtotherightshowstwodifferentcrystalformsofinsulinusingsinglecrystaldiffraction,whilethegraphstotheleftpresenttwodifferentinsulin'fingerprints'takenusingpowderdiffraction.
Powderdiffractioniscurrentlyusedtoidentifysimplesubstancessuchassugar,saltsandminerals,buttheideaofusingthesametechniquetocharacterizeadvancedbiologicalmoleculessuchasproteinsistrulyinnovative.Itisforthisreasonthatthemethodhasenormouspotentialinbothfoodproductionandthepharmaceuticalindustry,wheremoreandmoreattentionisbeingdevotedtoprotein-basedmedicin
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