落球式回弹性能

p　　在80后90后的童年记忆中，有一个著名的历史故事，司马光砸缸。当陶土做的水缸被石块砸了一下，就破了一个洞，水流出来了，掉在缸里的孩子也得救了。/pp　　而对于女孩子来说，跳皮筋是洋溢着欢快笑声的集体游戏，在牛皮筋的一勾一拉中，旋转，跳跃，不停歇。/pp　　这两个童年记忆，其实包含着一个自然界的普遍规律，玻璃、陶瓷这样的无机材料通常都是又脆又硬的，没有什么弹性，而橡胶这类的有机材料韧性好，弹性足，可以反复拉伸。/pp　　如何让无机材料变得像有机材料那样可以回弹，是世界很多科学家的努力目标。/pp　　这其中就有浙江大学高分子科学与工程学系的高超教授团队。最近，他们的研究取得了突破性进展，设计制备出了高度可拉伸的全碳气凝胶弹性体，并且表现出优异的性能，今后有望应用在柔性器件、智能机器人及航空航天等多个领域。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/99d0c873-4a30-4542-90ee-86367a879173.jpg" title="3.jpg"//pp　　论文发表在国际著名期刊《自然通讯》，共同第一作者为博士生郭凡、姜炎秋，通讯作者为许震特聘研究员、高超教授。br//pp　　strong打破物质的本性/strong/pp　　材料科学的发展一直与人类文明密切相关。现如今我们已经拥有了各种各样的材料。可是让科学家烦恼的是，无机材料耐高低温但没有弹性，有机材料有弹性却又不耐高低温。/pp　　如果能研究出一种无机材料，在保持耐高低温的同时具备一定的弹性，该多好啊。“这样就能扩大材料的使用范围。我们做科学研究就是要打破物质的本性，这样才能发现新性能，寻找新用途。”/pp　　研究团队在研制这一新材料时，聚焦的无机物材料为碳。因为碳所特有的导电性能，为未来应用提供了更多可能性。他们发现，高分子弹性体，比如橡胶，分子是链状结构，就像柔软的棉线团，有很多缠结的地方可以被拉开，当外力去除，这些高分子的“棉线”又重新缠结变成线团。无机物之所以不能拉长再回弹，就是因为没有相似的结构。/pp　　这时候，高超团队搬出了他们的研究老伙伴，石墨烯。他们希望能在“一片片”的石墨烯中制造出一些褶皱，将高分子的可拉伸“线团结构”拓展成为石墨烯中可拉伸的“纸团结构”，来提高石墨烯的延展性。/pp　　团队借鉴生物学理念，从肌肉和关节的拉伸中寻找答案，设计出类似传统拉缩式灯笼的结构，并用3D技术打印出来，通过限位压缩定型，形成一些“褶皱”。这时候，石墨烯材料可以拉伸100%。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/96def27c-0e76-4da6-b6ea-cf62831f59ba.gif" title="PT180405000012hNkQ.gif"//pp　　继续拉伸，石墨烯的“一片片”分子结构之间就会出现裂纹。怎么办?团队引入了另外一种纳米材料——碳纳米管，在石墨烯的片层之间打上“补丁”。这样一来，石墨烯就可以拉伸200%了。br//pp　　高超教授说，这种全碳气凝胶弹性体具有优异的抗疲劳性能，在拉伸200%的状态下，可稳定循环至少100圈 在100Hz、1%应变的状态下，可稳定循环至少百万次。“之前一些研究是在有机材料上涂一层无机材料，以此来实现可拉伸。我们这套方法是改变了材料的本身特性。”/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/eb23600f-2e7b-4eed-b973-5aac366964dd.jpg" title="4.jpg"//pp　　对于这一新型材料的未来发展前景，高超教授表示，可以应用到与仿真机器人相关的导电弹性体上，比如电子皮肤等等。“更大的意义，我们希望开拓一个新的研究领域。当大家都在研究气凝胶的压缩性能时，我们希望换一种思路，从拉伸这个方向开展研究。”br//pp　　strong从一只雁到一群雁/strong/pp　　高超团队与石墨烯的情缘已有十年之久。“石墨烯本身是一个‘很小’的材料。国际科研领域已经对它的纳米级结构分析得非常透彻了，我们想看看，把它组装起来变‘大’后会怎么样。”10年前的2008年，高超被引进加入浙大高分子系后，为自己定了一个清晰的全新研究方向——石墨烯宏观组装。/pp　　他用一首儿歌来解释这项研究。“秋天到了，一行大雁往南飞，一会排成一字形一会排成人字形。”当一群大雁在飞行时，我们一眼就能看出雁群的形状，反倒是一只大雁在空中飞的时候，我们很难看清楚它的结构。/pp　　通过群效应团队发现了氧化石墨烯的液晶现象。在一次实验中，团队成员把氧化石墨烯倒进一个杯子，偶然对着光一晃，发现杯中出现了彩色带。这是什么原因呢?团队顺藤摸瓜，发现氧化石墨烯在溶液中的浓度达到某个临界值时，会自发进行取向排列，不但可以流动还高度有序。/pp　　又有一次实验，成员把两条氧化石墨烯纤维放在一起，过了一会儿，这两条纤维居然“焊”在一起了。原来氧化石墨烯有一种“自融合”的本领。/pp　　从这两大发现出发，团队“倒腾”出了四大发明：石墨烯纤维、石墨烯组装膜、石墨烯泡沫、石墨烯无纺布，科研成果发表在《自然通讯》和《先进材料》等国际著名期刊上。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/4097cb8e-708a-4cfb-ae4d-85994a64a7d4.jpg" title="5.jpg"//pp　　高超说，一流是要不断奋斗出来的，“不是说做好一个工作就行，而是要不断推进”。在团队建设中，高超也非常强调“一流”，认为要有一流的文化、一流的平台、一流的待遇，最终产出一流的成果。他经常跟学生说：“科研首先要发奋，拼搏了才能有所发现，有所发明。还要努力让科研成果转化为对社会有用的产品，让科技发达起来，让国家发达起来。”br//pp　　从最初的几个人，到现在的几十人，高超团队也从“一只大雁”发展到了“一群大雁”。对于过去没钱买研究设备的窘况记忆犹新，对于未来，高超说，他会坚持在首创、极致和影响力三个层面上继续努力。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/2ca1ddb9-ed63-40a0-8d43-cff98afbd069.jpg" title="6.jpg"//pp　strong　科学也可以诗情画意/strongbr//pp　　对于石墨烯宏观组装研究，高超今年1月还专门写了一首诗来解释其中的奥妙。/pp　　氧化石墨烯/pp　　插层氧化银成金，/pp　　水洗超声片片新。/pp　　纵是千疮身百孔，/pp　　组装修复变烯神。/pp　　高超说，这首诗的大意就是，氧化石墨烯通过插层、氧化、水洗、超声等过程制得，尽管缺陷很多，但可以通过组装及结构修复形成有重要应用价值的石墨烯宏观材料。在他心目中，氧化石墨烯的可塑性太强了，可以在很多领域派上用场。早些年，他还写过另外一首诗来赞美石墨烯。/pp　　烯望/pp　　石陶铜铁竞风流，/pp　　信息时代硅独秀。/pp　　量子纪元孰占优，/pp　　一片石墨立潮头。/pp　　科研工作很忙，这些作品都是高超利用坐火车乘飞机这样的琐碎时间完成的。写诗和骈文是高超业余的重要爱好。他认为科学家也可以写风花雪月的诗句，但如果用诗的语言表达科学，更有利于传播科学，也更能发挥科学家的特长。/pp　　“习总书记曾说，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。我觉得，研究不能只是成为枯燥的论文，还要让公众能够看懂。”/pp　　他还认为，科学家要多交小朋友，从而提高科学的吸引力和公众的科学鉴赏能力。/p

一、回弹仪检定装置概述回弹仪检定装置和回弹仪弹击拉簧检定仪是国家计量检定规程《混凝土回弹仪》JJG817-2011的专用计量检定装置，供混凝土回弹仪的鉴定部门和生产厂家使用。二、主要技术参数序号项目单位指标1钢砧硬度HRC60±22钢砧重量kg16(+0.3/-0.1)3定位环定位孔中心盖板“100”刻线尺寸mm≤±0.14测量弹击拉簧刚度N/m55 ~ 12005测量弹击拉簧拉伸长度mm75-1406测量弹击锤钩位置，标尺“100”刻线处mm≤±0.17弹击锤起跳位置，标尺刻度0 ~ 1处8测力装置准确度不低于0.3级9位移测量允许误差mm≤±0.0210标尺“100”刻线位置mm≤±0.111砝码 2000gg≤±112指针长度mm20±0.113测力计N1±0.01 三、结构简介1、回弹仪检定装置回弹仪检定器的结构图1和主要零部件名称如图2所示。 图1检定器（1）底座（图中的17）；（2）钢砧（图中的1）；（3）机壳定位板（图中的7、8组成）；（4）综合检定台（图中的2、3、4、5、6、7、8、11、12、13、15、16组成）；（5）弹击手柄（图中的14）及手柄Ⅰ、Ⅱ（图中的10、9）。 1.钢砧2.定位环3.定位板Ⅱ4.盖板5.指针滑块6.机壳定位槽7.定位板Ⅰ8.尾盖支架9.手柄Ⅱ10.手柄Ⅰ11.机芯定位槽12.定位按钮13.压紧螺钉14.弹击手柄15.锤夹16.锁紧按钮17.底座 2、弹击拉簧检定仪弹击拉簧检定仪的构造和主要零部件名称如图3所示。检定架（图中的1、4、6、9组成）；定位板（图中的2）；横架游标（图中的5，可更换附件3中之一件）；专用力值砝码（共六个，其中一个为带钩的砝码盘形状）。四、使用说明1、回弹仪检定器（1）机壳定位板可以人工移动，当机壳置于机壳定位槽6后，移动机壳定位板，使其与机壳尾部相碰，顺时针转动手柄Ⅱ9（2个），即可锁紧机壳定位板。（2）机芯就位后，转动弹击手柄14，可使综合检定台移动，机芯便能以钢砧为弹击面进行弹击运动，转动手柄Ⅰ10，即可锁住综合检定台。2、拉簧检定仪（1）拉簧座在定位板2中固定时，应使横架游标5垂直专用尺；（2）用调零螺母4调零时，应以横架游标的上表面为基准线；（3）仪器用砝码符合JJG99-2006 M3等级3、检定各项目的具体操作方法见国家计量检定规程《混凝土回弹仪》JJG817-2011。五、注意事项及保养 1、在使用前应检查活动部位是否灵活，严禁碰击各定位板和随意拆卸零部件；2、各导向槽、导轨、转轴等活动部位应注润滑机油；创新点：1、符合根据最新JJG(苏)59-2006混凝土回弹仪计量检定规程2、增加了砝码3、增加主机的长度4、增加了弹击拉簧标尺的长度5、申请专利HT-60回弹仪检定装置

仪器名称：固体材料弹性性能测试仪（触摸屏）型号：DST-V仪器用途：用于测试固体材料的弹性性能，包括玻璃、陶瓷、石墨、金属和合金、塑料和高分子制品、岩石、木材和复合材料等多种类型的材料，通过简单的敲击，即可得到杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等信息，具有测量范围广，精确度高和操作简单方便的特点。仪器采用触摸屏一体设计，开机即用，无需预热、校准或调整，测试速度快。测试样品的尺寸要求较少，不需要特别制样。非接触式检测，测试样品无污染、无破坏。仪器方便升级在不同温度环境下进行测试，非常适合科研和质检领域。仪器原理： 测试时将样品放置在不影响样品自由振动的支撑体上，敲击样品，以激发振动。利用振动传感设备收集振动信号，得到振动频率，结合样品重量、长度、宽度、厚度等样品尺寸信息，软件即可计算出杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等数据。符合标准：JC∕T 2172-2013 精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法 脉冲激励法GB/T 22315-2008 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法GB 3074.2-2008 石墨电极弹性模量测定方法GB/T 30758-2014 耐火材料 动态杨氏模量试验方法（脉冲激振法）JC/T 678-1997 玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法ISO 12680-1耐火材料动态杨氏模量试验方法—脉冲激振法ASTM E1876-01（2009）固体材料杨氏模量、剪切模量和泊松比试验方法(脉冲激振法)技术参数：频率范围：20～20000Hz频率分辨率：0.1Hz测量项目：杨氏模量：2～300GPa 误差：±0.5％ 剪切模量：2～200GPa 误差：±0.5％ 泊松比： 0～0.5 误差：±5％ 阻尼比： 0～1试样形状：长条状 或 圆棒状试样尺寸：长条状样品的长度/厚度3圆棒状样品的长度/直径4可测样品类型：所有具有弹性性能的固体材料 创新点：1.仪器采用触摸屏一体设计，稳定可靠，人机交互界面友好。2.开机即用，无需预热、校准或调整，具有测量范围广、测试速度快、精确度高和操作简单方便的特点。3.非接触式检测，测试样品无污染、无破坏。4.零耗材，使用成本低。国检集团 DST-V动态弹性性能测试仪