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现代生物技术在土木工程专业的应用

现代生物技术在土木工程专业的应用
从古自今,生物技术都有着极其广泛的应用,誉满天下的洛阳桥又名万安桥,位于洛阳江入海处。

距泉州市区10公里。

明代诗人凌登名称赞"洛阳之桥天下奇,飞虹千丈横江垂。

"而今虽时历千载,而那种镇波涛、锁蛟螭、跨江接海、势若飞虹的雄姿,依然不减当年。

这座梁式右石桥,始建于北宋皇佑五年。

全桥长约千米,宽约五米。

有桥墩40座,桥栏500个。

建在江海汇合处,采用著名的"筏型基础"与"种蛎固基法"。

所谓"筏型基础",就是先抛置大量石块形成石提,作为基础,然后在堤上造筏型桥墩,以分水势。

桥墩至今犹存。

远远望去,就像一排排小船乘风破浪并肩托起大桥。

为了巩固桥堤,又在桥下大量种植附着力强、繁殖迅速的牡蛎,创造了把生物学应用于桥梁工程建筑的先例
在科学技术飞速发展的今天,生物技术更是有着不可替代的应用。

几十年来,科学家们一直试图找到或制造出这样一种材料,既能像塑料一样具有良好的可塑性和较低的加工成本,又能像钢一样具有很好的强度和耐久性。

这并非不切实际的幻想,据美国物理学家组织网3月2日报道,日前美国耶鲁大学的科学家们已实现了这一目标,耶鲁大学材料学家简·施洛尔斯领导的一个研究小组证明,由他们制成的一种块体非晶合金(BMGs)材料能够像制作玻璃或塑料制品一样吹膜成型,且不会牺牲其原有的强度和耐久性。

相关论文已在线发表在国际材料学著名期刊《今日材料》杂志上。

据介绍,这种材料由包括锆、镍、钛和铜在内的多种金属构成。

其材料成本与高端钢材大致相同,但加工成本却和塑料一样便宜。

吹塑过程在低温低压下进行,此时这种非晶合金会逐渐软化,并能像融化的塑料一样流动,但又不会像普通的金属一样出现结晶现象,由此为后续的吹塑工作带来了前所未有的便捷。

为了达到并保持理想的精度和温度,吹塑过程能在真空或液体中进行。

施洛尔斯说,目前金属材料加工中面临的关键问题就是如何避免不必要的摩擦,而对于这种合金材料来说则完全不存在这个问题,借助吹塑工艺就可以制造出任意复杂形状的物体,最小可到纳米级。

到目前为止,该团队已经用该材料制造出了无缝金属瓶、表壳等外形较为简单的物品和用于微机电系统(MEMS)的微型谐振器以及生物医学植入物等结构较为复杂的设备。

这些材料的加工过程不到一分钟,但强度可以达到普通钢材的两倍
每生产1吨水泥,就会产生1吨二氧化碳气体。

如今,在一项解决气候变化的计划中,研究人员正在开发一种以稻壳和煤灰生产的革命性新水泥。

作为“英印教学与研究计划”的一部分,印度和英国的科学家希望通过在该项目上的合作降低水泥的碳足迹——生产水泥的二氧化碳排放占全球排放的5%。

作为混凝土主要成分的普通水泥是在高温下加热石灰石与黏土制成的。

除了制作混凝土,水泥还是砂浆、灰泥以及最常见的灌浆使用的基本成分。

参与该项研究的Kevin Paine博士说:“混凝土是世界上仅次于水的第二大最常用材料,所以减少它的二氧化碳排放将对气候变化起到真正的作用。

”英国邓迪大学和巴斯大学的研究人员通过烧煤时产生的煤灰、炼钢时产生的炉渣等废弃物,甚至是稻壳,来代替生产普通水泥时用到的部分原料,从而找到降低水泥碳足迹的方法。

巴斯大学建筑与土木工程学院的Kevin Paine博士说:“印度的基础设施正在快速发展,而且印度还是世界上仅次于中国的第二大水泥生产国。

因此,与印度研究机构的这个合作就是要在最需要的国家开发新技术。

”Paine说:“并没有替代普通水泥的最佳单一材料,我们在寻找众多‘绿色’水泥,这些水泥使用当地可用的不同的废弃材料。

比如,在印度,你可以将燃烧稻壳产生的硅土与水泥混合。

而在英国,你可以利用烧煤时产生的煤灰。

邓迪大学混凝土科技小组表示,开展基础且可应用的多学科研究以援助混凝土建筑行业,该行业正在变得更具创新、竞争力和更具环境可持续性。

接下来,两国科学家将继续合作,研究以不同水泥制成的混凝土在一系列环境条件下的坚固程度,以及在混凝土中以废弃材料替代水泥,和打造基础设施的长期耐用性等一系列问题
目前世界各国对生物工程十分重视,我国也把生物工程列为重点发展的科研项目之一。

生物工程学的研究将对人类的生产方式和生活方式产生巨大的影响。

bn。

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