摘要：PbTe在中温区热电材料中广受关注,然而,n型PbTe因其较低的载流子浓度和复杂的能带结构,其热电性能难以大幅提升。本研究通过分步式添加PbS、Sb_(2)Se_(3)组元以调控n型PbTe基体的热、电传输性能。研究发现,PbS与Sb_(2)Se_(3)组元可分别提升功率因子和降低热导率。通过扩大带隙、增加点缺陷、第二相弥散等途径可改善能带,加剧散射,从而有效提升热电优值ZT。其中(PbTe)0.94(PbS)0.05(Sb_(2)Se_(3))0.01表现出最佳的热电性能,700 K时ZT最大值为1.7,且ZT平均值较PbTe基体显著提高,这表明分步式双组元调控可为改善其它材料体系的热电性能提供技术途径。

摘要：采用定向凝固方法制备了Cr/Mo微合金化高Nb Ti-Al合金,并考察了其微观结构和力学性能。结果表明,两种合金都呈现出层片状微观组织。尽管温度梯度受限,抽拉速度较高,但与Ti-16Al-12Nb相比,Ti-16Al-12Nb-3Cr-1Mo合金中的片层倾向于与抽拉方向呈更小角度生长,在室温和650℃时的拉伸强度和塑性均呈显著增加。

摘要：细胞力学微环境可以调控许多细胞生理功能.特别地,在细胞力学微环境各种信号梯度的作用下,细胞可以定向地迁移.这些定向迁移可以显著影响伤口愈合、癌细胞转移和组织形貌发育等生理过程.目前为止,细胞的定向迁移主要包括:在化学药物梯度作用下的趋药性迁移,在黏附分子梯度作用下的趋触性迁移,以及在细胞外基质硬度梯度作用下的趋硬性迁移等.虽然细胞趋药性和趋触性迁移的力学机理得到了很好的研究,但是关于细胞趋硬性迁移的机制和作用还不清楚.该文重点介绍了细胞趋硬性的相关实验和理论研究进展,分析了不同研究间的联系与区别,讨论了细胞趋硬性迁移的潜在力学机制,提出尚存在的问题和未来可能的研究方向.

摘要：关键材料的失效破坏是航空航天、桥梁、高铁等重要工程领域中的关键问题,是人类历史上众多无法磨灭的事故和灾难的根本原因.材料宏观层面可见的失效破坏,由其内部无法观察的微观力学行为决定,因而对内部微观力学行为的可视化实验研究是从本质上理解失效破坏机理的重要基础.传统的实验力学测试方法(声测、光测、电测等),均难以实现对材料内部力学行为的直接实验观测.随着近年来同步辐射、中子等先进光源的不断涌现,为发生在材料内部的损伤失效过程的原位实验带来了可能.本文从时空尺度的角度,对国内外利用同步辐射和中子源的内部力学三维实验研究的相关工作进行了整理和综述,在此基础上分析了揭示材料失效破坏固体力学难题在实验力学内部表征方法上面临的挑战,并对基于先进光源的内部力学行为测试原理、方法和技术的发展趋势进行了探讨.

摘要：由于小波具有多尺度和多分辨等优点,小波有限元的研究和应用受到越来越多的关注。以轴线可伸长的非线性输流曲管为研究对象,详述推导其面内振动微分方程的过程,采用尺度为3、阶数为4和尺度为2、阶数为3的区间样条小条尺度函数分别作为曲管径向位移和周向位移的插值函数,建立了输流曲管面内振动的区间样条小波曲管单元,并应用小波有限元离散了其微分方程,求解了输流曲管的频率、模态和时域响应。数值结果表明:小波有限元计算的前3阶频率与文献对比的误差不超过0.306%,曲管模态基本相似,而在时域动力响应计算上,小波有限元的数值结果与传统有限元几乎重合,且小波有限元频率和时域动力响应的计算时间均大幅减少。以上结论均表明小波有限元在非线性输流曲管面内振动计算有着一定的优势。

摘要：轻质高强韧结构设计一直是力学和材料等学科交叉的前沿问题,也是工程应用的不懈追求.生物材料经历数百万年进化,兼具轻质、高强度和高韧性力学性能,成为高性能工程材料设计的模板.然而,生物材料往往具有跨尺度、多层级的复相结构和界面特征,会产生非线性、多过程的变形和断裂行为,进而决定强度和韧性等力学性能.如何发展定量的力学模型、阐明生物材料的结构-界面-强韧力学性能间的关系,并为高性能仿生材料制备提供优化设计方案成了近期的研究前沿.本文以极具代表性的生物“砖泥交错结构”和“扭转纤维结构”为例,从力学模型和力学机制方面,首先梳理仿生异质结构代表性单元体(RVE)的非线性力学响应与其结构间的关联;然后讨论含主裂纹仿生异质结构的断裂行为及其与RVE结构间的关联;进一步,基于力学模型和机制,给出优化强度、韧性、抗冲击性和断裂韧性等性能的力学设计方案;最后,提出仿生异质结构非线性力学与优化设计中存在的挑战和未来的发展方向.

摘要：目的细胞可以通过黏着斑动态地感知细胞外基质(基底)的硬度、黏弹性和配体的空间分布等物理特性。黏着斑上的力敏感受体(如整合素、踝蛋白等)将力学信号转导为生化信号,最终影响细胞的生长、分化、增殖、凋亡和迁移等功能。在细胞铺展的过程中,细胞的铺展半径、铺展速度、黏着斑尺寸等都与细胞外基质的力学特性具有密切联系。然而,细胞如何感知基底力学特性,尤其是整合配体的空间分布的力学生物学机理仍有待厘清。方法采用具有整合素配体间距依赖的网格分子马达离合器(Motor-Clutch)模型,利用Gillespie算法对细胞铺展响应的全过程进行模拟,并结合相应的生化实验验证,以此探究基底中整合素配体的空间分布以及基底刚度对细胞铺展和黏着斑的影响。结果通过理论模型结合实验,本研究得出大的配体间距可以通过减弱跨膜蛋白在基底上所产生的位移场之间的叠加效应,进而导致力敏感受体所感受到的基底等效刚度变大,并最终影响细胞对基底刚度和配体间隔的响应。结论和展望该项研究揭示了细胞如何感知基底的配体间距提供了的力学生物学机理,为设计和开发有效控制细胞行为与功能的生物材料提供了新的线索。