《材料科学前沿技术》课程大纲

1、材料科学前沿技术课程大纲一、课程概述 课程名称（中文）：材料科学前沿技术 （英文）： The frontier technology of Material Science 课程编号：14371023 课程学分：1.0 课程总学时：16 课程性质：专业选修课二、课程内容简介（300 字以内） 材料在社会发展中占有重要的地位。本课程在较短的学时时间内分别向学生介绍生物科 学给材料科学发展带来的机遇、复合材料的进展状况与发展趋势以及纸和木质材料的三个部 分的内容，并结合材料科学与工程专业学科点的科研重点，简单介绍在研项目。三、教学目标与要求本课程是面向材料科学与工程专业四年级大学本科学生，在学习一定的专业基础课和核 心课的基础上，开设的一门专业选修课。本课程让学生了解材料科学的前沿及发展趋势，拓 宽学生的知识面，初步培养学生把握科学研究动态的能力，为毕业后从事专业工作或进一步 学习深造提供指导。四、教学内容与学时安排第一章 生物科学给材料科学发展带来的机遇 （7 学时）1. 教学目的与要求：了解：分子自组装理论、基因工程技术等生物科学原理、理论和技术在材料科学研究中的作 用和应用现状。掌握

2、：天然生物材料的结构仿生，过程仿生的概念和构思。2. 教学重点与难点： 重点：天然生物材料的结构特点及其结构仿生方法，生物体形成材料的过程仿生方法。 难点：生物体中分子自组装过程和生物体中形成材料的过程。第一节 引言 （0.5 学时）第二节 分子自组装构建材料和生命的共同工具（0.5 学时）一、分子自组装二、生物体中的分子自组装三、分子自组装在材料科学中的应用（一）材料的表面改性（二）构造模型体系（三）材料的纳米加工（四）传感器（五）构成仿生物矿化合成材料的有机基质（六）改进材料的分析技术（七）超分子材料（八）自组装纳米复合材料（九）自组装有机薄膜材料 （十）自组装大块材料 第三节 天然生物材料的结构及结构仿生（1 学时）一、天然生物材料的结构二、结构仿生第四节 生物体中形成材料的过程及过程仿生（2 学时）一、生物体中有机物的形成过程及过程仿生（1 学时）二、生物体中无机物的形成过程及过程仿生（1 学时）（一）生物体中无机物的形成过程生物矿化（二）纳米微粒的仿生合成（三）薄膜和涂层的仿生合成（四）复杂结构无机材料的仿生合成第五节 细胞将生命现象融入材料科学（1 学时）一、细胞与生物医用

3、材料二、细胞与组织工程三、细胞与材料合成第六节 基因工程在分子水平上设计和制造材料（1 学时）一、基因工程二、基因工程用于合成高性能分子材料三、基因工程在合成无机材料方面的应用第七节展望（1 学时）第二章 复合材料的进展状况及发展趋势 （4 学时）1. 教学目的与要求： 了解：复合材料的研究、应用现状和发展趋势。 掌握：纳米、功能、多功能、机敏和智能复合材料的含义。2. 教学重点与难点： 重点：纳米、功能、多功能、机敏和智能复合材料的概念和构思。 难点：纳米、功能、多功能、机敏和智能复合材料的制备。第一节 引言 （1 学时）一、复合材料的发展机遇（一）用于解决资源和能源短缺（二）为信息时代服务（三）提高生活质量（四）对巩固国防起决定性作用（五）对改善环境起积极作用二、复合材料遇到的挑战（一）成本偏高影响竞争力（二）可靠性相对较差影响应用第二节 复合材料的研究重点和新生长点 （2 学时） 一、基础性研究重点的进展（一）复合材料界面研究（二）复合材料的环境友善化问题二、纳米复合材料（一）基本概念（二）有机-无机纳米复合材料制备方法与制品性能（三）无机-无机纳米复合材料与制备方法三、功能、多

4、功能、机敏和智能复合材料（一）功能、多功能、机敏和智能复合材料共同的基本依据（二）功能复合材料（三）多功能复合材料（四）机敏复合材料（五）智能复合材料 第三节 复合材料的应用和展望 （1 学时） 一、复合材料在基础设施中的应用 二、复合材料在交通运输领域中的应用三、生物医用复合材料（一）可吸收骨修复医用复合材料 （二）各种人工关节复合材料四、复合材料在电子芯片封装热适应材料中的应用五、展望第三章 纸和木质材料的学科前沿 （5 学时）1. 教学目的与要求： 了解纸和木质材料的研究动态。2. 教学重点与难点： 木材学、纸浆造纸学、木质材料学主要研究方向和研究内容。 第一节 引言 （1 学时）第二节 纸和木质材料学科 （2 学时） 一、木材学 二、制浆造纸学 （一）研究和开发清洁生产技术、减少环境污染 （二）植物纤维资源的高校利用（三）扩大植物纤维原料来源三、木质材料学（一）木材化学加工学（二）木基复合材料学（三）木质重组材料（四）木结构工程学（五）木质生态环境材料学 第三节 纸和木质材料学科展望 （2 学时） 一、纸和木质材料学科前沿特点与发展趋势 二、我国纸和木质材料学的主攻方向和突破点五、考核方式与成绩评定以综述报告形式进行考核。六、教材及主要参考资料 教材：暂无。主要参考资料：李恒德，马春来. 材料科学与工程国际前沿.济南：山东科技出版社，2003

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