科学技术协会

今天是

“下午茶”学术沙龙:探寻仿生微纳制造技术的奥秘

“设茗聚百贤,品味创新思”,2015年11月3日下午,由我校科学技术协会主办、研究生科学技术协会承办的“下午茶”学术沙龙——走进数字制造装备与技术国家重点实验室之“揭仿生奥秘 谈微纳制造”成功举办,我校各专业研究生30余名参加此次活动。

本期活动特邀我校博士生导师、新世纪百千万人才工程国家级人选史铁林教授做专题讲座。本期活动内容包括:参观精密测量中心和机械大楼超净间、聆听史铁林教授专题讲座及与史教授的互动交流。

首先,刘晓军教授带领大家参观精密测量中心。他告诉大家“没有测量就没有制造,高水平的制造依赖于高水平的测量。”并给大家详细讲解了坐标测量仪、柔性坐标测量仪、波面干涉仪、表面轮廓综合测量仪、激光跟踪仪等几种测量仪的功能和作业原理,并告诉大家如何通过这些测量仪器来实现控制工艺、建立质量模型。

图为刘晓军教授带领大家参观精密测量中心

接着,史铁林教授带着大家参观机械大楼超净间,他在给大家介绍实验室器材的同时,跟大家分享了2010年诺贝尔物理学奖获得者之一安德烈·盖姆进行“星期五研究”的有趣经历:他使用磁性克服了重力作用,使一只青蛙悬浮在半空中,因为这项发现安德烈·盖姆还曾获2000年搞笑诺贝尔物理学奖。史铁林教授建议大家在科学研究过程中也要多进行奇思妙想,说不定会产生奇妙的结果。

图为史铁林教授带领大家参观机械大楼超净间

参观完实验室之后,史铁林教授给大家做了以“仿生微纳制造技术及其工程应用”为主题的讲座。他告诉大家:自然界总是给我们诸多启示,并以1965年诺贝尔物理学奖获得者费曼的预言作为讲座的开始,“如果我们对物体微小规模上的排列加以控制的话,就能使物体得到大量异乎寻常的特性,会看到材料的功能产生丰富的变化。”

图为史铁林教授给大家做讲座

壁虎的小小吸盘可以使它紧紧贴在墙壁上,孔雀的羽毛光彩照人,蝴蝶的翅膀颜色各异,荷花出淤泥而不染,史教授告诉大家,壁虎能够爬墙是因为脚掌上的微纤毛与墙壁接触时产生很强的黏附力,孔雀羽毛和蝴蝶翅膀五彩斑斓是因为羽毛表面不同的微纤毛反射不同波长的自然光而成,荷花的自清洁功能是因为表面的微纤毛具有疏水性。

尺度效应的影响是巨大的,自然界中广泛存在着以微纤毛或其他丝状结构为基本单元的组装体,在显微镜下,这些组装体呈现出不同的结构,这些结构赋予了生物体以多种多样的功能,如绚烂的颜色、优异的机械性能或光学性能,以及对水的亲疏性能等等。通过这些微纳米结构的高效可控制造,可以帮助人们发展新型的仿生功能结构与器件。这些仿生产品在各种物理特性方面具有独特的性能。

人们已经可以成功仿制出部分产品,例如根据蚊子常在潮湿的环境中活动的特征,发现它的眼睛具有防雾功能,据此制出的产品可以应用在眼镜镜片的表面,汽车挡风玻璃表面等;蛾子常在黑暗的环境中活动,时因为它的眼睛具有抗反光的功能,据此做出的仿生产品可以应用在显示器表面、太阳能电池表面等;鲨鱼在海洋中游动的速度很快,不仅依赖于鲨鱼流线形的身形,还与其表皮上具有高效减阻功能的微沟槽有密切关系,据此仿制出的产品可以应用于泳衣和舰船。

讲座中,史教授强调测量的重要性:制造常常不取决于你能制造出什么东西出来,而取决于你能测出什么来,因为很多的特性都需要测量才能发现。史教授提醒大家要多交进行跨专业交流,在自己的专业可能只能不断的做深入研究,但是跨专业可以碰撞出不一样的火花;在做实验的过程中,失败了不一定是坏事,说不定会有意想不到的效果,经过测试之后可能会有新的特性。

图为史铁林教授讲座现场

讲座结束之后,在场的同学们积极提出自己科研方面的疑问,史教授一一解答,还举出我国自主研制的C919大型客机下线的例子,让大家要对中国制造有信心。

校科协鲁亚莉副主席也提出自己的疑问:“日本制造的电饭煲真的比中国的电饭煲做饭好吃?”史老师告诉大家,有人做过实验,用中国的电饭煲和日本的电饭煲用一样的米做饭,试吃者都觉得没有什么差异,大家忽略了的问题是,日本的大米和中国的大米是有差异的,这是米的问题不是电饭煲的问题,就像很多人从日本买回来的马桶最后发现是中国杭州生产的。史教授还举出我国自主研制的C919大型客机下线的例子,让大家要对中国制造有信心。

讲座在愉快轻松的氛围中结束,最后,工作人员和史教授一起合影留念。

图为史教授、鲁主席及工作人员合影

据悉,数字制造装备与技术国家重点实验室于2006年7月由国家科技部批准成立,其前身是智能制造技术教育部重点实验室,实验室依托华中科技大学,主管部门为国家教育部。实验室面向运载、能源、信息等领域高端制造装备的国家重大需求和国际学术前沿,以数字制造基础理论、先进加工工艺与方法、数字制造装备关键技术、数字制造系统等为主要研究方向,立足于数字制造的基础理论和关键技术研究。实验室在数字制造基础研究方面产生了重要国际影响力,在高端制造装备形成了行业优势。(文字 毛秋野 摄影 邓国芬)