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高分子材料研究報告范文第1篇

關(guān)鍵詞：增塑劑 毒性 醫(yī)用高分子材料

據(jù)1996 年12 月美國健康工業(yè)制造者協(xié)會的資料表明，1995 年世界醫(yī)療器械市場已達1200 億美元，而醫(yī)療器械市場份額的60 %以上來源于生物醫(yī)學材料和醫(yī)用植入體[1]。醫(yī)用高分子材料是指在醫(yī)學上使用的高分子材料，它對于挽救生命，救治傷殘，提高人類生活質(zhì)量具有重要的意義和巨大的社會效益。能被應(yīng)用到醫(yī)學領(lǐng)域的高分子材料對其性能要求十分苛刻 [2～4]。

鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）作為聚氯乙烯（PVC）等塑料制品的增塑劑，可增加塑料的彈性和韌性，被廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)。DEHP在塑料中是以游離的形式存在的，在重量上可達30%～50%，很容易進入環(huán)境。作為環(huán)境污染物，可以在地表水、地下水、飲用水、空氣、土壤及動、植物體內(nèi)廣泛檢測到。[5]隨著DEHP產(chǎn)量的逐年增加，其在環(huán)境中的濃度也逐漸升高，對人體的毒性作用也越來越受到人們的關(guān)注。[6]目前對其健康效應(yīng)方面的評價尚處于實驗室動物研究階段，本文僅就國內(nèi)外DEHP的毒性研究作一綜述。

一、理化特性

鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（C24H38O4）常溫下為澄清的液態(tài)油性化合物，分子量為390156 ，熔點255℃，沸點在大氣壓為760mmHg時為387℃，在5mmHg時為230℃，200℃時的蒸汽壓為1.2mmHg，密度為0.9861，難溶于水，易溶于有機溶劑。

二、代謝和分布

1.吸收

DEHP可經(jīng)胃腸道、肺和皮膚吸收，通常以胃腸道為主要吸收途徑。從DEHP代謝物在大鼠的排泄過程可知，經(jīng)口給予的DEHP90%以上在胃腸道被吸收。DEHP進入胃腸道后，受胰腺酶和腸道內(nèi)一些酶的作用，大部分迅速由雙酯轉(zhuǎn)化為單酯（MEHP），然后被吸收。

2.分布

經(jīng)口給予DEHP經(jīng)消化吸收后，DEHP及其代謝產(chǎn)物主要分布于血液、肝臟、腎臟、胃腸道以及脂肪組織，其中在大鼠的組織中濃度相對較高。

3.代謝

DEHP進入體內(nèi)代謝的第一步就是水解成為單酯系列，經(jīng)口給藥后這一步主要在胃腸道進行。但在其他組織，如肝臟、腎臟、胰腺、肺臟、血液、組織中都可將其水解為單酯。DEHP進入體內(nèi)后被迅速降解，24h后僅剩痕量水平。DEHP只有在肝臟內(nèi)才可被完全代謝為鄰苯二甲酸。DEHP具有脂溶性，能儲存于脂肪組織中而長時間不被代謝掉。DEHP在肺臟的半衰期僅為1.5h，肝臟中為28.4h，在脂肪組織中為156h。MEHP在肝臟組織中的半衰期為32h，在脂肪組織中則為68h。

4.排泄

由于DEHP進入體內(nèi)后迅速代謝為單酯，處理和降解單酯成為代謝的主要任務(wù)。對許多物種包括人體進行檢測發(fā)現(xiàn)，單酯以一種葡萄糖苷酸偶聯(lián)體的形式存在于尿液，糞便和膽汁中。美國環(huán)境保護署報道DEHP在人體內(nèi)的半衰期平均為12h。以14C標記的DEHP經(jīng)皮進入F-344大鼠體內(nèi)后需7d才能從尿液和糞便清除，其中尿液為主要清除途徑。

三、毒性

1.急性毒性

DEHP的急性毒性較低，Sax和Lewis等人報道經(jīng)口給藥后，小鼠的LD50為30g/kg，大鼠為30.6g/kg，家兔為34g/kg；小鼠、大鼠、鴿、兔、雞靜脈注射DEHP0.07～0.3g/kg可引起死亡；大鼠腹腔注射DEHP其LD50為5～30g/kg。

2.慢性毒性

2.1體重及器官重量的改變

d雌性組的子宮重量明顯低于對照組。d雄性組中重量明顯低于對照組。6000mg/kgd以及6000mg/kgd、1500mg/kgd雌、雄性組的腎臟重量與對照組相比明顯下降。相反，在以上幾組中肝臟重量卻明顯增加。肝細胞內(nèi)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增生，過氧化物酶體在數(shù)量和形態(tài)上均增殖。

2.2對血液系統(tǒng)的影響

d組血漿中尿素氮（BUN）和白蛋白的含量比對照組顯著升高，而球蛋白含量降低。在104周末，丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AL T）和天門冬酸氨基移酶（AST）的活性增高，但尚無統(tǒng)計學意義。紅細胞數(shù)、血紅蛋白、紅細胞壓積都低于對照組。

3.生殖毒性

該領(lǐng)域研究的報道相對較多。主要表現(xiàn)為胎兒死亡率升高，胎兒畸形，體重偏低，肝臟、腎臟的相對/絕對質(zhì)量升高等。研究發(fā)現(xiàn)，DEHP可刺激下丘腦產(chǎn)生并釋放促性腺激素釋放激素，使垂體釋放卵泡刺激素和黃體生成素失調(diào)。DEHP及其代謝產(chǎn)物進入后，支持細胞和間質(zhì)細胞作為它們的靶點首先受到攻擊，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)為主要受損細胞器，使得體積減小，這樣就阻礙了的正常發(fā)生，但引起這一反應(yīng)所需的濃度較高，足以引起肝腎的絕對和相對重量改變及引起胰腺和肝臟的組織學變化。

4.致癌性

Rao和Reddy發(fā)現(xiàn)DEHP及其代謝產(chǎn)物可以引起過氧化物酶的增值，而過氧化物酶增高可導致某些原致癌物的致癌性增加。

5.安全性

近年來，人們非常關(guān)注PVC制品中所含的二惡英和環(huán)境激素等問題，各種議論給PVC市場帶來了不利影響。日本增塑劑工業(yè)協(xié)會對在鄰苯二甲酸酯類增塑劑中使用量最多的DOP的安全性能進行了多方位和細致的研究，結(jié)果獲得了世界公認。下面以DEHP（鄰苯二甲酸雙（2-乙基乙基）脂）為例，詳細的分析這類增塑劑的安全性。

在許多場所能檢測出DEHP，使人們對該物質(zhì)產(chǎn)生了擔憂，但近年來人們對DEHP安全性的認識已經(jīng)有了較大的提高。實際上，DEHP的蒸氣壓和在水中溶解度極小，僅能用特殊儀器從空氣中和水中檢測出很低的含量。雖然食品被檢測出有PPM級含量的DEHP，但對人類和嚙齒類動物的影響很小。2000年2月，國際癌癥研究機構(gòu)（iarc）否定了該物質(zhì)對人體的致癌性，2003年1月通過對靈長類動物的實驗，證實沒有影響。2003年6月日本環(huán)境省發(fā)表了包括DEHP在內(nèi)的幾種鄰苯二甲酸酯不會產(chǎn)生環(huán)境激素的研究報告。

日本和海外各種機構(gòu)對DEHP進行了損害評估，大部分作出DEHP對人體健康沒有影響的結(jié)論。2005年2月，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所發(fā)表了“鄰苯二甲酸酯——DEHP”報告，對該物質(zhì)進行了詳細的損害評定。結(jié)論如下：（1）除特殊醫(yī)療和工作領(lǐng)域外，不必擔心DEHP會對人體造成任何傷害；（2）對生態(tài)的影響與人體影響評估一樣，也不會造成任何損害。日本增塑劑工業(yè)協(xié)會經(jīng)過長期反復調(diào)查研究，認為“DEHP對于人類和環(huán)境不會帶來不利影響，可以放心使用”。

四、結(jié)語

PVC在各種各樣的醫(yī)療產(chǎn)品中有著悠久的使用歷史。PVC在醫(yī)療產(chǎn)品中的應(yīng)用包括輸液袋和導尿管等等。這些醫(yī)療設(shè)備經(jīng)過了世界范圍內(nèi)包括FDA在內(nèi)的無數(shù)政府機構(gòu)和獨立健康機構(gòu)的嚴格的監(jiān)管審查。在過去40多年的使用過程中，這些材料的安全性已經(jīng)經(jīng)過了50億到70億急性接觸住院以及10億到20億慢性接觸住院天數(shù)的證明，并沒有發(fā)現(xiàn)PVC類材料具有任何反作用?？商娲牧夏軌蛴行〈鶧EHP（或含DEHP的PVC）的程度還需要在當今使用的廣泛范圍內(nèi)進行測試。這些可替代材料還必須進行毒物學和具體特定的使用領(lǐng)域可接受的安全標準的評估，并且要具有與原來使用材料相當?shù)陌踩潭?。病人的安全性、功能的有效性、成本的?jīng)濟性以及規(guī)章的遵從性將會對未來醫(yī)療設(shè)備材料的選擇及其優(yōu)先性產(chǎn)生指導性作用。[7]

參考文獻

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[5] 張承焱，等.推進醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)化[J ] .化工新型材料，2002 ，30（11） ：829.

高分子材料研究報告范文第2篇

歐洲生物塑料協(xié)會主席弗朗索瓦?比耶指出：“大力發(fā)展生物基纖維，未來紡織化纖工業(yè)的相關(guān)技術(shù)、工藝、設(shè)備、人才、經(jīng)營模式等方面都要隨之發(fā)生深刻變化。生物基纖維產(chǎn)業(yè)將帶給紡織行業(yè)欣欣向榮的前景與潛力無窮的提升空間?！?。

依據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會的研究報告，生物基纖維是指原料來源于可再生物質(zhì)的一類纖維，包括天然動植物纖維、再生纖維及來源于生物質(zhì)的合成纖維，被視為工業(yè)時代下天然纖維的延續(xù)。生物基纖維具有綠色、環(huán)境友好、原料可再生以及生物降解等優(yōu)良特性，有助于解決當前全球經(jīng)濟社會發(fā)展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環(huán)境污染等問題。因為生物基纖維采用農(nóng)、林、海洋廢棄物、副產(chǎn)物加工而成，是來源于可再生生物質(zhì)的一類纖維，體現(xiàn)了資源的綜合利用與現(xiàn)代纖維加工技術(shù)完美融合，其纖維紡織品及其他產(chǎn)品親和人體，環(huán)境友好，并有特有的多方面功能，引領(lǐng)全球紡織品及其他產(chǎn)品新一輪的消費趨勢。而各國豐富的生物質(zhì)原料資源儲量， 也為生物基纖維的開發(fā)開了綠燈。其中，再生生物基纖維以針葉樹、木材下腳料、毛竹、麻類、藻類、蝦、蟹等水產(chǎn)品和昆蟲等節(jié)肢動物的外殼為原料，原料廣且環(huán)保自然。合成生物基纖維采用農(nóng)林副產(chǎn)物為原材料，經(jīng)發(fā)酵制得生物基原料，制得生物基聚酯類、生物基聚酰胺類等，它們都是極具發(fā)展前景的紡織材料。

生物基纖維的發(fā)展歷程

自古以來，人類的生活就與纖維密切相關(guān)。公元前就已在世界范圍內(nèi)得到了應(yīng)用的麻、棉、絲、毛等，實際上均是生物基纖維。所謂生物基纖維（Bio based fiber），是指利用生物體或生物提取物制成的纖維，即來源于利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的可再生生物基的一類纖維。生物基纖維的品種很多，為了研究和使用上的方便，可以從不同角度對它們進行分類。根據(jù)原料來源和生產(chǎn)過程，生物基纖維可分為三大類：生物基原生纖維，即用自然界的天然動植物纖維經(jīng)物理方法處理加工成的纖維；生物基再生纖維，即以天然動植物為原料制備的化學纖維；生物基合成纖維，即來源于生物基的合成纖維。

與生物基原生纖維悠久的歷史相比，生物基再生纖維的歷史還較短。最早問世的生物基再生纖維是硝酸纖維素纖維，1883年由J.W.Swan和Chardonnet分別獲得專利，1891年規(guī)模化生產(chǎn)。隨后，各種形式的生物基再生纖維（包括銅氨纖維、粘膠纖維和醋酯纖維）相繼問世。從20世紀初期起，還出現(xiàn)了各種再生蛋白基纖維，其中日本東洋紡公司的酪素蛋白基纖維“Chinon”1968年成為世界化學纖維的十大發(fā)明之一?？梢哉f，從19世紀末至20世紀30年代是生物基化學纖維的創(chuàng)新與起步階段。但隨著20世紀40年代至50年代，一些以煤化工和石油工業(yè)為基礎(chǔ)的礦物源合成纖維品種的陸續(xù)問世，生物基化學纖維的產(chǎn)量雖然仍在增加，但從60年代中期起增加的速率趨于平穩(wěn)。由于石油化工為合成纖維提供了大量廉價的原料，從而促進了合成纖維的大發(fā)展，其產(chǎn)量于1968年首次超過生物基化學纖維。

由于合成纖維以不可再生的石油資源為基礎(chǔ)，其大部分廢棄物不可降解，因此不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。于是，從上世紀60年代開始，歐美發(fā)達國家開始重新開始重視對生物基化學纖維的研究。1962年，美國Cyanamid公司用聚乳酸制成了性能優(yōu)異的可吸收縫合線。1969年，美國Eastmann Kodak取得了纖維素新溶劑甲基嗎啉氧化物（NM-IVIO）的專利。20世紀90年代以來，已經(jīng)有一批新型生物基化學纖維實現(xiàn)了工業(yè)化。其中最有代表性的是萊賽爾（Lyocell）纖維和聚乳酸纖維。此外甲殼素和殼聚糖纖維、膠原纖維、海藻酸纖維等雖然在服裝領(lǐng)域的用量不大，但在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)取得重要地位。而曾經(jīng)在三四十年代曇花一現(xiàn)的大豆蛋白基纖維等再生蛋白基纖維，也因為具有生態(tài)纖維的特征而重新受到重視。

本世紀以來，以植物/農(nóng)作物為原料，運用生物技術(shù)制備成纖聚合物的單體，是生物基纖維的主要研究方向之一。而傳統(tǒng)合成纖維的成纖聚合物單體一般采用化學方法合成。近年來，纖維科學研究者十分重視運用生物技術(shù)合成成纖聚合物的單體的研究。例如日本富士通與本田公司從蓖麻秸稈中研發(fā)出新的生物基纖維聚合體用于汽車內(nèi)飾用織物。法國羅地亞公司采用蓖麻秸稈原料制成了聚酰胺610纖維。其中最重要的生物基化學纖維聚乳酸，其成纖聚合物的單體L-乳酸則是以玉米、山芋等為原料，采用發(fā)酵法生產(chǎn)的。美國杜邦公司已在用玉米淀粉制備聚對苯二甲酸丙二醇酯的單體丙二醇（PDO）的技術(shù)上取得了重大突破。美國農(nóng)業(yè)集團卡吉爾（CargiⅡ）公司組建了一家新公司，利用生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品甘油來生產(chǎn)丙二醇。杜邦公司還開展了用生物技術(shù)合成己二腈，再轉(zhuǎn)化為尼龍6和尼龍66的單體己內(nèi)酰胺和己二酸的研究。

政策導向戰(zhàn)略發(fā)展

據(jù)美國儒士咨詢公司最近報告指出，20世紀形成了石油經(jīng)濟和技術(shù)體系，2l世紀將會出現(xiàn)生物基經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。以生物基工程技術(shù)為核心的新型生物基纖維的快速發(fā)展，將成為引領(lǐng)化纖工業(yè)發(fā)展的新潮流。該報告認為，在生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，社會、環(huán)境和戰(zhàn)略價值要大于經(jīng)濟價值，國家目標、政府的引導和聯(lián)盟組織等的支持是取得成功的必要條件，發(fā)達國家政府在政策和資金方面的支持強度越來越大。現(xiàn)在世界各國特別是發(fā)達國家在恢復經(jīng)濟的長遠規(guī)劃中，均把發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)作為走出困境、爭奪高新技術(shù)制高點、重新走向繁榮的國家戰(zhàn)略。另一方面，重新定義生物基纖維材料不僅是服裝、家紡、產(chǎn)業(yè)用紡織品的原料，而且是重要的基礎(chǔ)材料和工程材料。他們不斷進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，逐步把纖維產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向利潤更高、受資源或環(huán)境影響更小的高性能生物基纖維的研發(fā)和生產(chǎn)。

另據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會的調(diào)查資料顯示，生物基纖維作為有助于解決當前全球經(jīng)濟社會發(fā)展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環(huán)境污染等問題，目前在歐美等發(fā)達國家和地區(qū)紛紛鼓勵開發(fā)與使用生物基纖維。如美國能源部和美國農(nóng)業(yè)部贊助的“2020年植物/農(nóng)作物可再生性資源技術(shù)發(fā)展計劃”，提出了2020年從可再生的植物衍生物中獲得10%的基本化學原材料。為支持生物基纖維材料的研發(fā)應(yīng)用，美國能源署（DOE）最近向兩個大型研究項目撥款1130萬美元。據(jù)悉，這兩個項目旨在以農(nóng)業(yè)廢棄物或木質(zhì)生物質(zhì)為原料，研制出造價低廉、性能優(yōu)異的再生碳纖維材料。據(jù)悉，該種材料一旦成功問世，將會有效降低生產(chǎn)成本。此前，為鼓勵生產(chǎn)企業(yè)用生物基TPU代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚丙烯腈為原料生產(chǎn)生物基纖維，DOE還向陶氏化學公司、美國橡樹嶺國家實驗室長期提供研究經(jīng)費援助。

一向以功能性纖維見長的日本化纖制造商正全力聚焦于個人健康、衛(wèi)生與舒適性的生物基纖維與紡織品方面的發(fā)展。2002年6月，日本政府統(tǒng)合了“纖維制品新機能評價協(xié)議（JAFET）”。JAFET針對經(jīng)過生物基技術(shù)生產(chǎn)、加工、紡織的化學纖維及成纖聚合物制品的表示用語、評價方法、評定基準等進行了統(tǒng)一，并確立了標志的認證制度，以通過“新機能生物基纖維產(chǎn)品”改善國民生活為最終目的。統(tǒng)合后的新組織具備評定標準部門、試驗檢查部門、標志推進部門、制品認證部門4個主要部門進行工作推進，以滿足生物基市場新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環(huán)境相協(xié)調(diào)的新型生物基纖維及其制品日益受到工業(yè)企業(yè)和消費者的青睞。

在歐洲，意大利政府頒布的《環(huán)境保護和減排規(guī)劃》規(guī)定：到2025年服裝鞋帽產(chǎn)業(yè)與紡織業(yè)必須全面使用天然纖維與生物基纖維。而德國、比利時、荷蘭等國家也紛紛效仿并制定稅收上的優(yōu)惠政策鼓勵生物基纖維的應(yīng)用，大大促進了生物基纖維行業(yè)的快速發(fā)展，市場前景一片大好。2011年歐洲共同體就生物聚合物及其纖維的潛在市場制定了有針對性的生物紡織（Biotext）研究計劃。組織了德國的ITA、ITCF和Dechema，比利時的Centxbel以及西班牙的Aitex等5家知名的公司與研究所，選擇生物聚合物PLA、PHB和淀粉基聚合物為研究對象，開展單絲、扁絲、復絲（BCF、FDY和POY）以及生物增強復合材料的應(yīng)用研究，將開展共混聚合物的性能界定，實驗室規(guī)模的驗證，探索與確定生物聚合物的改進目標以及確定產(chǎn)品的最適宜使用領(lǐng)域等。Biotext研究計劃的目的是為生物高分子材料在高端紡織品上的使用提供技術(shù)支持。

另外，雀巢、可口可樂、達能集團、福特、亨氏食品公司、耐克、P&G和 聯(lián)合利華等跨國公司已攜手聯(lián)合創(chuàng)立“生物基纖維開發(fā)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”。聯(lián)盟成立的目標是引導負責任地挑選和收割農(nóng)作物材料，如甘蔗、玉米、蘆葦和柳枝等用于制造生物基纖維，并將呼吁行業(yè)、學術(shù)界和社會各界的專家共同幫助推進工作的實施。旨在鑒定生物基纖維行業(yè)的潛在影響及促進這些影響的可能性措施，使生物基纖維行業(yè)新興供應(yīng)鏈朝著積極向上的方向發(fā)展。

生物基纖維開發(fā)應(yīng)用動向

據(jù)德國創(chuàng)恒斯泰技術(shù)咨詢公司的調(diào)研報告，當前在國際利用生物基技術(shù)的開發(fā)中，最熱門也最有市場應(yīng)用潛力的生物基纖維材料包括纖維素聚合物、生物基聚酯類（PLA、PHB、PTT、PBT、PET等）、生物基聚酰胺類（PAll、PA6、PA66、PA69、PA610）、生物基聚乙烯類、生物基聚丙烯類、生物基PVC類、生物基TPU類以及淀粉基聚合物等。該報告還闡述了這些生物基纖維在環(huán)保、節(jié)能、康健、親膚與安全應(yīng)用領(lǐng)域的無限效益與功能。

例如Regenerated biological basis纖維（RBB-再生生物基），具有優(yōu)良的人體親和性，可廣泛應(yīng)用于貼身內(nèi)衣、家紡、襯衫、襪類、服裝、休閑等領(lǐng)域。在RBB纖維開發(fā)的紡織品中，以Chitosan纖維（殼聚糖纖維）為例，目前海斯摩爾純殼聚糖纖維等生物基纖維已突破關(guān)鍵技術(shù)并具備工業(yè)化產(chǎn)能基礎(chǔ)，總體技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先。Chitosan纖維除了用于醫(yī)用紡織品與勞動防護用品外，在紡織服裝領(lǐng)域，Chitosan纖維吸濕排汗、抗靜電、抑菌防霉等功能性，使其特別適合做床上用品、內(nèi)衣、襪子、毛巾等直接接觸皮膚的產(chǎn)品。

又如Elastic biological basis纖維（EBB-彈性生物基），特殊的花生殼截面使EBB纖維具有優(yōu)良的吸濕排汗功能，具有抗氯性能，能經(jīng)受一般彈力牛仔布所不能采用的漂白和洗滌環(huán)境。EBB纖維用來生產(chǎn)四面彈力織物，高檔針織面料，高彈牛仔面料，在牛仔服裝、運動服裝、襯衣、休閑裝、女性套裝、褲子等方面得到了廣泛應(yīng)用。

Poly lactic acid纖維（PLA-聚乳酸），這是一種可生物降解的熱塑性脂肪族聚酯，它來源于可再生資源如玉米淀粉、甘蔗等。它最大的優(yōu)點還在于它的環(huán)保性，兼有天然纖維和合成纖維的特點， 吸濕排汗均勻、快干、阻燃性低、煙塵小、熱散發(fā)小、無毒性、熔點低、回彈性好、折射指數(shù)低、色彩鮮艷、不滋長細菌和氣味保留指數(shù)低等。德國亞琛大學紡織研 究所選擇生物聚酯為原料進行了系統(tǒng)的紡絲成型試驗。在共混紡絲試驗中，使用PLA（80%）和PHB（20%）兩種組分，制得的長絲紗單絲直徑達20?m，其紡織品展現(xiàn)了十分好的使用性能，如優(yōu)良的滲透性，高吸濕性和良好的水汽穿透性能。

生物基聚酯PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）作為一種新型生物基聚酯產(chǎn)品，具有其他材料無法比擬的綜合性能：它有尼龍（PA）的柔軟性，且有更好的色澤度；也有腈綸（PAN）的蓬松性，且避免了磨損傾向；還有滌綸（PET）的抗污性，更有很好的手感；加上本身固有的回彈性和抗靜電性，它不僅可以廣泛應(yīng)用于服裝和其他紡織品，在醫(yī)療非織造領(lǐng)域也有較大的市場發(fā)展?jié)摿?。?jù)了解，目前，杜邦公司是PDO產(chǎn)品的最大生產(chǎn)商，其PDO產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)PTT纖維材料。杜邦已經(jīng)掌握了PTT纖維產(chǎn)業(yè)鏈的頂端技術(shù)――PTT聚酯切片的生產(chǎn)技術(shù)。中國盛虹控股集團與清華大學合作，用粗淀粉或生物柴油的副產(chǎn)品――甘油，分別采用兩步法和一步法來發(fā)酵生產(chǎn)PDO和BDO（1.4丁二醇），開發(fā)的新工藝已經(jīng)提高了克雷伯氏菌的生物量和乙二醇的總產(chǎn)量，并通過添加適量的反丁烯二酸，可增加PDO的生產(chǎn)力度。

在動物基成纖聚合物的生物技術(shù)制備方面，蜘蛛絲是力學性能十分優(yōu)異的天然纖維。近年來，美國杜邦公司運用計算機模擬技術(shù)，首先建立蜘蛛絲蛋白基各種成分的分子模型，然后運用遺傳學基因合成技術(shù)，把遺傳基因植入Escherichia coli細菌和P.pastoris酵母菌，可分泌出高分子量的蜘蛛絲蛋白，從而仿制出長度可達1000個氨基酸的蜘蛛拉索絲。

加拿大Nexia公司則使用生物反應(yīng)器技術(shù)，在蜘蛛體外獲得了蛛絲蛋白。方法是將能復制蜘蛛絲蛋白的合成基因移植到山羊，山羊生產(chǎn)的羊奶中就含有類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質(zhì)，這種羊奶中含有經(jīng)基因重組的蛋白質(zhì)2g/L～15g/L，用這種蛋白質(zhì)生產(chǎn)的纖維取名生物鋼（Biosteel），其強度比芳綸大3.5倍。該公司正研究如何將羊奶中的蛋白質(zhì)進行紡絲的問題。他們已和加拿大國防部簽署了用這種纖維生產(chǎn)防彈材料的協(xié)議，還和美國軍隊及美國航天局（NASA）達成了有關(guān)合作。

為了蜘蛛絲的生產(chǎn)量，一些科研項目已經(jīng)利用植物來生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白。這種方法是將能生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給植物，如花生、煙草和土豆等作物，使這些植物能大量生產(chǎn)類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質(zhì)，然后將蛋白質(zhì)提取出來作為生產(chǎn)仿蜘蛛絲的原料。如德國植物遺傳與栽培研究所將能復制Nephila clavipes蜘蛛拉索絲的蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給土豆，所培植出的轉(zhuǎn)基因土豆含有可觀數(shù)量的蜘蛛絲蛋白質(zhì)，90%以上的蛋白質(zhì)含有420～3600個堿基對，其基因編碼與蜘蛛絲蛋白相似。由于這種經(jīng)基因重組的蛋白質(zhì)有極好的耐熱性，使其提純與精制手續(xù)簡單而有效。

通過仿生紡絲技術(shù)開發(fā)高性能纖維和智能纖維，也是令人矚目的開發(fā)應(yīng)用方向。日本科學家研究了蠶吐蜘蛛絲的機理。東華大學胡學超等進行了以蠶絲為原料，模仿蜘 蛛的吐絲，通過干法絲制備人造蜘蛛絲的研究。日本科學家還研究模仿酶、神經(jīng)、肌肉等生物體分子纖維的功能，開發(fā)功能更高纖維的技術(shù)。例如，通過人工酶加工技術(shù)開發(fā)消臭+殺菌、止癢+消炎+抗過敏纖維；通過模仿神經(jīng)開發(fā)合成高分子或天然高分子人工肌肉，并應(yīng)用在調(diào)節(jié)器等功能設(shè)備中。將天然高分子與其他材料復合制備新型復合纖維，例如，絲纖朊/纖維素復合纖維、明膠/纖維素復合纖維、殼聚糖/究蘭等天然離子復合纖維等的開發(fā)和應(yīng)用，在日本也是開發(fā)的熱點。

在紡絲技術(shù)的革新應(yīng)用方面，以植物纖維素為原料的粘膠纖維采用濕法紡絲工藝，不但生產(chǎn)流程長、能源消耗大，而且污染環(huán)境。如果采用新型溶劑如NMMO得到的Lyocell纖維，該纖維具有較高的干強、濕強和濕模量，優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，被譽為“21世紀的綠色纖維”。日本東麗公司和京都大學共同研究開發(fā)的纖維素纖維“熔融紡絲法”，在維持纖維素特性的條件下能夠自由控制分子間氫的結(jié)合強度。由于是通過熔融絲進行纖維化，可得到異形截面纖維，并可與異種聚合物生成復合纖維，應(yīng)用復合紡絲技術(shù)，可生產(chǎn)出比天然纖維中最細的海島棉纖維（1.3dtex）更細的纖維，最細可達0.1dtex。 該公司還通過在纖維素中加入第三成分，緩解氫鍵結(jié)合強度并賦予其熱塑性，紡絲后，再除去第三成分，從而維持纖維素所具有的吸濕性、放濕性、顯色性及柔軟的手感。他們還成功生產(chǎn)出由天然高分子組成的纖維素類纖維絲，利用該技術(shù)不僅能夠輕松地得到異形剖面等任意剖面形狀的纖維絲，而且還能簡單地生產(chǎn)出與異種聚合物復合而成的混紡纖維絲等材料。因此，將纖維素改性后所得到的纖維素衍生物在一定條件下進行熔融紡絲，可最大程度地降低環(huán)境負荷，提高紡絲效率，省去溶劑使用和回收利用的步驟，縮短流程。因此，再生纖維素熔融紡絲法是最具長遠競爭力的技術(shù)創(chuàng)新加工方法。

生物基纖維市場發(fā)展趨勢

隨著全球經(jīng)濟快速發(fā)展，能源危機與環(huán)境污染越來越受到人們的關(guān)注。如何保持經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展是目前需要迫切解決的問題，而生物技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及生物基纖維材料在常規(guī)和高性能產(chǎn)品的日益拓展，將會不斷進入更多新的應(yīng)用領(lǐng)域。

據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會的調(diào)研報告顯示，2013年全球生物基塑料產(chǎn)能約160萬噸，而今后生物塑料將在此基礎(chǔ)上逐年攀升，尤其是未來4年，全球生物塑料產(chǎn)能將實現(xiàn)劇增，生物基塑料2018年的年產(chǎn)量將達到670萬噸，是2013年產(chǎn)量的4倍左右。該調(diào)研報告指出，目前生物基聚合物占世界塑料市場的份額不足2%，但生物技術(shù)吸引了全球眾多企業(yè)的濃厚興趣，它們爭相投入了巨大的人力和財力，并取得了長足的進步。目前在數(shù)十種已商業(yè)化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基纖維系列產(chǎn)品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發(fā)均已相繼展開。從美國Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現(xiàn)狀以及通過化學催化技術(shù)制備生物基己二胺及己二酸技術(shù)的商業(yè)化現(xiàn)實判斷，2022年全球生物基PA66纖維產(chǎn)量將突破100萬噸大關(guān)。

另據(jù)世界著名IHS咨詢公司的最新研究報告稱，日益增加的消費者壓力和日趨嚴格的法規(guī)，將刺激北美、歐洲和亞洲市場對再生纖維素纖維的需求，而再生纖維素纖維資源十分豐富。據(jù)統(tǒng)計，目前世界上每年木材的循環(huán)量達到1.5 億噸，可用于再生纖維素加工的材料達到1500萬噸以上；竹材循環(huán)量達到4000萬噸，可用于再生纖維素纖維加工的約500萬噸；棉纖維產(chǎn)量達到2400 萬噸左右，可用于再生纖維素加工的棉短絨等100萬噸左右；麻類纖維材料產(chǎn)量達到300萬噸以上，難以直接紡織利用的麻類以及麻稈等都可用作再生纖維資源。

又據(jù)美國儒士咨詢公司的最新預(yù)測報告指出，生物基纖維材料研究的發(fā)展與社會、經(jīng)濟和資源、環(huán)境的發(fā)展緊密相關(guān)，所以新的生長點和交叉點不斷涌現(xiàn)，并不斷向其他相關(guān)學科延伸和滲透，這既促進了生物基纖維的發(fā)展又豐富了新材料科學的內(nèi)涵。其發(fā)展趨勢有：

一是研發(fā)對象不斷發(fā)展。從傳統(tǒng)的木材擴展到竹藤、秸稈、草本植物和藻類植物；從天然纖維材料擴展到蛋白基材料以及生物礦物材料；從可再生材料的利用擴展到可 再生能源的利用；從宏觀材料的簡單初級利用到微觀化學成分的提純、分離的再加工利用：從低價值利用到高附加值的利用。所以近年來生物基產(chǎn)業(yè)在主要原料定位上的發(fā)展趨勢是：由以玉米淀粉、大豆油脂等農(nóng)產(chǎn)品為主要原料來源向著非食物性木基纖維素等植物殘體（Residues）和農(nóng)林廢棄有機物基為主要原料來源的方向發(fā)展，以減少對農(nóng)田的壓力和降低原料成本。

二是研發(fā)范圍不斷擴大。未來生物基纖維材料研究與相關(guān)學科不斷交叉、滲透，新的學科增長點不斷出現(xiàn)，從傳統(tǒng)的生物學科及其相關(guān)的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、復合材料學等領(lǐng)域。

三是更加注重材料的環(huán)保性能。自然界生物在長期進化過程中，利用最簡單的成分、最普通的條件獲得了最穩(wěn)定的材料結(jié)構(gòu)，人們可以從這種分級結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)，通 過生物擬態(tài)或者仿生設(shè)計制備出性能優(yōu)越的復合材料，充分發(fā)揮生物基材料可再生、可降解利用的優(yōu)勢，特別是節(jié)約、降耗、降能是未來材料發(fā)展的必然趨勢。

四是更加重視材料基本性基的設(shè)計要求。未來的生物基材料研究不但注重其基本性基的改進，還注重賦予其新的功能，注重復合化、高性能化、功能化。

五是構(gòu)筑生物基經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。未來將會出現(xiàn)生物基經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，生物基產(chǎn)業(yè)必將有非常廣闊的發(fā)展前景。必須指出的是，在生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，社會、環(huán)境和戰(zhàn)略價值要 大于經(jīng)濟價值，國家目標、政府的引導和支持是取得成功的必要條件，適時制定符合生物基纖維發(fā)展的戰(zhàn)略，保證生物基產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從量增長到基的提高。

最近歐洲生物塑料協(xié)會指出，亞洲作為生物塑料主要生產(chǎn)中心的地位更受重視，因為當前規(guī)劃的項目大多將在泰國、印度和中國實施。盡管從中國或全世界看，天然生 物材料的開發(fā)利用都處于剛起步階段，生物基纖維在整個材料結(jié)構(gòu)中所占的比重還很小，但是，生物基材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒?。中國擁有全球最大的化纖產(chǎn)量和纖維消費市場，目前中國的化纖總產(chǎn)量已占世界55%，是美國和日本等發(fā)達國家的5～10倍。因此，從國民經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)安全、可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，中國化學纖維的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫。

高分子材料研究報告范文第3篇

人的腳有26塊骨頭，33個關(guān)節(jié)，無數(shù)的肌肉，血管和神經(jīng)。它們合作完成腳的各種基本動作。

一雙合腳的鞋，不僅能避免腳在長時間運動后出現(xiàn)水泡，還能減輕走路時產(chǎn)生的振動和摩擦，使腳更好地承受身體的重量，提高運動速度。

如果我們提出這樣的問題：你的腳是哪一種類型？鞋子的構(gòu)造是怎樣的？不同類型的鞋子有什么區(qū)別？鞋子如何保護腳？什么樣的鞋子適合你？也許沒有幾個人能回答出來。MCG可以非常負責任地告訴你，鞋子是一種關(guān)于人體健康的重要玩意。當然，如果你可以把腳扛在肩膀上走路，那就另當別論。這樣一個生活中每個人都必然會遇到的話題，這樣一種普普通通的生活裝備，同樣蘊含了許多科技。我們將以科技含量相對較高的運動鞋為例，讓你學會如何挑選真正合腳的鞋子。

歷史與品牌

從蒙昧時代的赤腳，到穿著普通的鞋子，古代的運動員都沒有使用過真正意義上的運動鞋。直到19世紀，英國的田徑教練發(fā)現(xiàn)，在鞋底前掌位置裝上抓地性良好的鞋底能使運動員獲得更好的成績。1868年，美國田徑選手威廉?柯蒂斯將釘子置入自己的跑鞋鞋底，大大提高了比賽成績。此后，世界各國的運動鞋制造商紛紛投身運動鞋產(chǎn)業(yè)。發(fā)展而今，運動鞋的種類劃分，工業(yè)設(shè)計及科技含量已經(jīng)達到了相當高的水準。

Adidas 德國

1920年―Adidas的創(chuàng)始人Adi Dassler（阿迪?達斯勒）先生創(chuàng)制了第一雙訓練運動鞋。

1948年―Adi Dassler先生用他的名字合成“Adidas”作為商品品牌并申請注冊。

1949年―Adidas的三線商標問世。

1972年―Adidas三葉草商標誕生。

1997年―并購以銷售滑雪、高爾夫裝備而聞名于世的賽拉蒙公司。

2005年―兼并運動廠商Reebok公司。

Asics 日本

1949年―鬼冢喜八郎在日本神戶創(chuàng)立Asics的前身：Onitsuka Tiger。

1956年―Onitsuka Tiger出現(xiàn)在奧運賽場，受到世界各地體育健兒的喜愛與推崇。

1970年―Onitsuka Tiger成為美國最大的跑鞋生產(chǎn)商。

1977年―鬼冢喜八郎整合公司并創(chuàng)立Asics，使產(chǎn)品走向多元化。

2002年―Asics擠身全球五大運動用品品牌的行列。

Converse 美國

1908年―Marquis Miller Converse在美國麻州小鎮(zhèn)創(chuàng)立了Converse橡膠鞋鞋廠，專門生產(chǎn)運動鞋。

1917年―Converse的典范之作All Star運動鞋問世。

1982年―Converse在美國納斯達克上市。

1991年―Converse籃球鞋成為了NBA指定比賽用鞋。

1993年―中國東莞寶元鞋業(yè)有限公司取得美國Converse（匡威）中國總。

2003年―Nike公司并購Converse。

New Balance 美國

1906年―New Balance創(chuàng)立于美國波士頓，專門替特殊腳型者縫制運動鞋。

1960年―New Balance進軍運動鞋界，許多馬拉松選手對這該品牌鐘愛有加。

1972年―James S. Davis買下了New Balance公司，并擔任總裁兼首席執(zhí)行官。

1976年―New Balance被《Runner's World》專業(yè)運動雜志評選為“世界第一慢跑鞋”。

2000年―New Balance成為悉尼奧運會中國國家田徑代表隊指定服裝。

2003年―New Balance正式登陸中國。

Mizuno 日本

1906年―日本美津濃株式會社成立。

1966年―與Speedo公司就泳裝技術(shù)合作。

1972年―在日本東證, 大證第一部股票上市。

1975年―韓國美津濃（非直接投資）委托制造開始。

1993年―負責亞洲地區(qū)生產(chǎn)管理的公司“香港美津濃”業(yè)務(wù)開始。

1994年―與上海文化用品總公司合并，成立“上海美津濃有限公司”。

Nike 美國

1964年―耐特和鮑爾曼各投資500美金成立藍帶體育用品運動公司（BLUE RIBBON SPORTS），在美國虎牌運動鞋。

1972年―在藍帶體育用品運動公司的基礎(chǔ)上，Nike公司正式成立。

1978年―Nike國際公司正式成立。Nike鞋開始進入加拿大、澳大利亞、歐洲和南美等海外市場

1980年―公司上市，并進入中國市場。

1996年―Nike（蘇州）體育用品有限公司成立，總部設(shè)于上海，并在北京、廣州設(shè)立分公司。

其他知名運動鞋生產(chǎn)商還包括：意大利的Fila、Kappa、Diadora、Lotto，英國的Umbro、Reebok，法國的Le Coq Sportif，德國的Puma。當然，還有咱們中國的李寧。

運動鞋的結(jié)構(gòu)與材料

要想買雙真正合腳的鞋子，咱們還得對鞋子的材料和構(gòu)造稍作了解。比如：日本Asics體育用品公司，曾研制出抗沖擊材料Speva，內(nèi)置于鞋底的數(shù)百萬個該種材料分子在人行進中像彈簧一樣伸縮，減輕沖擊并為下一個步伐助推。與此同時，NewBalance研制出“滾軸穩(wěn)定系統(tǒng)”，將杜邦公司設(shè)計的超輕材料Hytrel置入鞋底，達到同樣的效果。

結(jié)構(gòu)

運動鞋由鞋面和鞋底組成。而鞋底的好壞直接決定鞋的優(yōu)劣。而運動鞋的鞋底一般由中底（Midsole）和外底（Outsole）組成。

從外部看，鞋底下薄薄的一層防滑和耐磨的黑色材料就是外底。外底和鞋墊之間的部分就是中底。中底既是保護腳的關(guān)鍵，也是技術(shù)含量較高的部分。從圖中我們可以清晰地看到，整個中底采用了大量的白色避震材料。

從上圖我們可以看出，在鞋底的前掌部分有兩道白色的溝紋（SplitHeel & Flex Grooves），它們可以保證鞋能夠被順利彎折。

鞋底中部的中橋（Midfoot Support）采用PU材料的穩(wěn)定承托裝置（Stability Web）。它的密度較大、抗壓性好，可以保護足弓。當然并非所有鞋都有這個讓前后腳掌分離的結(jié)構(gòu)。如果足弓正常的人長期穿著這種沒有中橋的鞋進行運動，那他的足弓可能會塌下來。對于有扁平足或者體重較大的人來說，這個結(jié)構(gòu)簡直就是災(zāi)難。在鞋底后跟的中間，有一部分沒有粘合耐磨材料且與地面始終保持

一段距離。在運動時，腳后跟會因這一結(jié)構(gòu)而稍微下陷，并獲得一個較為穩(wěn)定和舒適的包裹狀態(tài)。

材料

RB（Rubber）

橡膠

RB包含天然橡膠、人工合成膠，其質(zhì)量較重，耐磨性好，一般被用于各種運動鞋的外底。

TPR（Themoplastic Rubber）

熱塑性橡膠

這是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特 性的材料。TPR材料的鞋底彈性比PVC的要好。把鞋底向下拿著，自然掉落下去，如果能彈起來的話就是TPR材質(zhì)的。

PVC（Polyvinyl Chloride）

聚氯乙烯材料

PVC的抗彎強度及沖擊韌性強，但手感較硬。其本色為微黃色半透明狀，有光澤，在曲折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象，長期放置后會出現(xiàn)白斑。其重量比TPR的要重，價格比TPR便宜。PVC有較強的異味，且容易在寒冷條件下斷裂。PVC多被用在里料或非承重部位。

TPU（Thermoplastic Polyurethane）

熱塑性聚氨酯彈性體

它是由二異氰酸酯和大分子多元醇、擴鏈劑共同反應(yīng)生成的線性高分子材料。

PU（Polyurethane）

高分子聚氨脂合成材料PU硬度高，抗壓性好，是一種大密度耐用材料，經(jīng)常被用在后掌中底夾層中。同時，它也是最輕最耐磨的鞋底材料，但價格也最貴，一般被用在鞋的承重部位。PU材料的人造皮革則可以適用于鞋類的面料。

Phylon（Compressed Molded EVA）

模鑄二次成型EVA，俗稱：飛龍

EVA經(jīng)過壓縮發(fā)泡加工后就是飛龍。它質(zhì)地較硬，經(jīng)久耐用，抗形變能力較好。多被用在籃球鞋和高檔跑鞋中。

EVA（Ethylene Vinyl Acetate）

乙烯－乙酸乙烯共聚物

EVA是由乙烯（ E ）和乙酸（ VA ）共聚而制成。它重量非常輕，質(zhì)地柔軟，防震性好，一般被用來制作鞋的中底。采用EVA中底的鞋只適合較為苗條或者運動量不大的朋友。

不同的材料被用在特定的結(jié)構(gòu)中。鞋的哪個結(jié)構(gòu)最重要？當然是鞋底。而鞋底的材料直接決定了鞋的性能。在運動鞋中，我們常常用到這些鞋底材料：

從功能上看，運動鞋對透氣性要求較高，根據(jù)運動種類的不同，鞋面的材料也大相徑庭。而網(wǎng)布和PU革材料最為常見。如果你追求透氣性,可以考慮網(wǎng)布面積較大的鞋子。有人喜歡真皮，其實在某種程度講，優(yōu)質(zhì)PU革更能滿足你的實際需求。當然有些鞋子也采用抗水布（Water Resistant）或其他防水透氣材質(zhì)（WaterProof），不過這種材料的透氣性相對較差。

兩個誤區(qū)：

1.是不是鞋底越軟就越好呢？

鞋的中底越硬，穩(wěn)定性越好，反應(yīng)性也越好；越軟的中底，越會促進足內(nèi)翻。避震鞋的中底通常非常軟，穩(wěn)定鞋適中，運動控制鞋最硬。一雙運動鞋是否舒適，與是否柔軟沒有絕對聯(lián)系，而是取決于能不能充分保護腳踝等部位。避震鞋一般結(jié)構(gòu)簡單，材料也并非上佳。因此，以鞋底的柔軟度來判定鞋的好壞是片面的。為了讓鞋底具備柔軟性，又能充分保護腳踝，人們在EVA材料中混入少量橡膠，Asics把這種混合材料叫作SPEVA，Mizuno稱之為AP Midsole。當然，在鞋的中底內(nèi)加入填充物也是一個解決辦法，填充物包括氣墊，油包液體傳動架構(gòu)，黏彈性高分子聚合物，橡膠和硅膠等。

2.運動鞋的款式很重要？相信大部分朋友在選購運動鞋的時候都是憑第一印象。也就是說，先看哪雙鞋順眼。但是，在了解運動鞋的結(jié)構(gòu)與材料之后，我們應(yīng)該先觀察鞋底，而且要特別注意中底的結(jié)構(gòu)與材料。

讓我們來見識一下New Balance籃球鞋的結(jié)構(gòu)吧！

運動鞋的種類

運動鞋的種類非常龐大，每個種類，甚至每個品牌都有獨特的設(shè)計。要充分了解運動鞋，我們還必須了解它們的分類。一般來講，我可以根據(jù)運動科目來分類，也可以根據(jù)鞋的構(gòu)造來分類。因為運動形態(tài)的不同，所以鞋的功能也有非常多的不同。比如，籃球鞋比較注重腳踝保護、啟動助力和緩沖避震等功能。而籃球鞋還可以再細分為注意腳踝保護和緩沖避震的力量型和注意啟動助力的速度型。

網(wǎng)球鞋往往強調(diào)抓地性和鞋子的支撐性。跑鞋一般重量輕，透氣性好和包裹感佳。但總的來說，我們按照以下的種類來區(qū)分它們：

避震鞋Cushioning

避震鞋重量較輕，質(zhì)地較柔軟。如果你的腳還算正常，不經(jīng)常運動，體重也不驚人的話，那么這種類型的鞋可以讓你的腳感覺舒適。

穩(wěn)定鞋Stability

穩(wěn)定鞋的中底一般都要采用兩種不同材質(zhì)，不同彈性的材料。足弓部位和腳跟處的外底部分有明顯收縮，并用硬質(zhì)材料支撐。在運動中，這種彈性搭配能夠幫助你矯正不正確的步姿。穩(wěn)定鞋的鞋底結(jié)構(gòu)比避震鞋要復雜一點，比避震鞋類略重一些，適合用腳中部與外側(cè)支撐的跑步者。動作控制鞋Motion Control動作控制鞋的最大特點就其足弓部位較厚，鞋底較平，能提高跑步者對腳跟和跑步動作的控制。相對于避震鞋和穩(wěn)定鞋來說，它的重量更大一些，適合較為壯實的人。

越野鞋Trail

越野鞋的外底紋路比較粗狂，鞋底也更厚實；鞋面大多采用防水防刮材料。越野鞋較重，適合戶外運動者。如果你在平坦的路上穿越野鞋，那么夸張的紋路會增大鞋底局部壓強，反而無法為你提供理想的緩沖保護。

競賽鞋Racing & Track and Field

競賽鞋多采用輕、薄的設(shè)計，鞋底非常薄，甚至鞋帶都很細。它能夠輕松應(yīng)對在塑膠跑道上的使用要求，幫助專業(yè)運動員在比賽中發(fā)揮最大潛能。不過這類鞋的使用壽命都很短。

如何挑選一雙合腳的鞋

你有一雙什么樣的腳

要為自己的腳挑一雙合適的鞋子，我們就必須首先了解自己的腳。在行走時，我們通常以腳跟外側(cè)著地，然后內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動以減緩沖擊力，最后過渡到全腳著地。我們把這個動作稱為足內(nèi)翻 (Pronation)。為了吸收身體下落的力量，我們的足弓會被下壓和拉長。無論是內(nèi)翻不足還是過度內(nèi)翻者，在跑步時都很容易疲勞甚至受傷。

要知道自己是哪一種腳型并不困難，“濕腳測試”就可以幫助我們迅速完成這個判斷。這個測試很簡單，你只須要把腳底沾水并踩在干燥的地面上，然后根據(jù)腳印的形狀就可以比照三種類型的腳印來作判斷了。當然，大多數(shù)人的腳型沒有我們列出的那么標準，可能介于兩種類型之間，那么這就要在看一看哪一種特征更明顯。

正常型

這類腳的足弓高度正常，在腳印中部有很大的弧度但不中斷。擁有這種腳的人在跑步時通常以腳跟外側(cè)著地，然后內(nèi)翻以減緩沖擊力，最后過渡到全腳著地。如果體重正常，從運動力學上講，這種腳型的運動者是高效率的。在選購運動鞋時，我們可以選擇半彎曲型的穩(wěn)定類或避震加墊類的鞋

平足型

此類足型的足弓較低，腳印飽滿，整個腳掌都會印在地上。平足的人在跑步時往往以腳跟外側(cè)著地，然后過分地向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動，形成內(nèi)翻。如果不加以矯正，很可能傷害關(guān)節(jié)。平足跑步者應(yīng)該選擇帶有完整足弓支撐結(jié)構(gòu)的運動鞋，以減少內(nèi)翻的程度。盡量不要穿避震墊太厚，或彎曲型跑步鞋。

高足弓型

腳印外中間部分幾乎中斷，足弓內(nèi)部空間很大。這種腳 在落地時通常向內(nèi)翻動的緩沖不夠，所以緩沖效果不明顯。此類人應(yīng)選擇避震效果好的鞋。鞋底要柔軟，可彎曲性要好，以增加腳的活動范圍。

在選購運動鞋時，須要注意的是：技術(shù)實力較強的品牌會在不同系列的產(chǎn)品中考慮足型和體重的因素。比如Mizuno：

- Wave Creation：高足弓 + 體重較重

- Wave Arashi：正常足弓 + 標準體重

- Wave Rider：高～中高足弓 + 標準體重

- Wave Nirvana：低～中低～正常足弓 + 標準～略重體重

- Wave Elixi：中低～正常足弓 + 標準～略輕體重

- Wave Precision：高～中高足弓 + 略輕體重

大部分運動鞋品牌的官方網(wǎng)站都為消費者提供了腳型和鞋型的查詢系統(tǒng)。如果不知道哪個系列的鞋子合腳，你可以直接登錄其查詢系統(tǒng)，輸入自己腳的類型、體重等參數(shù)，系統(tǒng)會告訴你那一些列的鞋子更適合你。

在購買的時候還需要注意：如果你需要一雙平時穿的鞋，那最好挑選大半號或者一號的鞋子。鞋面不能擠壓腳背，鞋楦要給腳趾保留0.5cm～1cm的空間，不能讓腳趾擠在一起。而腳跟也需要0.5cm的空隙。鞋帶應(yīng)可調(diào)節(jié)，不勒腳背，鞋幫不蹭外踝骨。如果你穿了“小鞋”，那么它會給腳造成額外的壓力，容易產(chǎn)生運動疲勞，甚至讓你受傷。

購買時大家還應(yīng)仔細詢問售后服務(wù)和質(zhì)保的相關(guān)問題，便于在鞋子出現(xiàn)問題后維護自己的權(quán)益。

綁鞋帶的正確方法

抓緊腳后跟

如果你的腳后跟容易松脫，那么可以用正常的交叉綁法，但當你綁到最上面兩個孔的時候，再綁一個平行鞋帶鎖。

釋放腳趾

如果腳趾較大，或者腳趾有傷，那么你可將鞋帶的一端橫穿底部和頂部的孔，只用另一端來交叉。這一綁法可以把鞋的前端提起。

拯救腳背

如果你是高腳背，就不要穿交叉鞋帶了。你應(yīng)該用平行鞋帶綁法。這可以有效解除鞋舌上的壓力。

緩解腳背上的疼痛

如果有腳背有傷或疼痛感強烈，那么你就不要再腳背中間的位置綁鞋帶了。你應(yīng)該跳過中間這段，直接連到最上端的孔。

產(chǎn)品推薦

在眾多的運動鞋品牌中，有許多產(chǎn)品系列是非常經(jīng)典的。Nike除了經(jīng)典的喬丹系列，Air Pegasus也是相當經(jīng)典的系列。Adidas的Response系列已經(jīng)生產(chǎn)了16代。被譽為“跑鞋之王”的Asics Kayano系列，已經(jīng)出到第14代了。而頂級緩沖型的Asics Nimbus系列也出了9代，高性價比的Asics Cumulus 9代也值得期待。Mizuno的Creation和Rider系列也是相當經(jīng)典的產(chǎn)品。

當然，每個品牌根據(jù)不同的運動種類都研發(fā)了自己的特色技術(shù)，各個品牌也有自己的產(chǎn)品策略。比如，在跑鞋領(lǐng)域，Mizuno，Asics與New Balance這三個品牌的科技水平與技術(shù)實力是最值得推崇的。要詳述各種類型的經(jīng)典運動鞋并非易事。MCG只能向各位推薦幾款比較適合日常穿著的鞋子。

Nike Free Dynamic TR

價格：518元

作為一款專門針對運動人士設(shè)計的訓練鞋，Nike Free Dynamic TR的鞋面簡潔，重量輕，抓地性好，具有良好的控制性和靈敏度。堅硬的中底外延支架可以提供橫向支撐。其內(nèi)襯縫線位于受壓力較小的部位，增強了舒適性。動態(tài)結(jié)合設(shè)計讓你在穿著時十分方便。對稱側(cè)邊系帶具有鎖固功能，可以減輕神經(jīng)末梢受到的壓力。而足尖部位的雙向彈性透氣網(wǎng)面可以提供局部散熱效果。據(jù)說這款鞋能讓穿著者感受到戴手套般的舒適。

Mizuno Wave Creation 9

價格：980元

Mizuno Wave Creation 9的中底采用輕質(zhì)高彈性的飛龍材料，有效提升鞋子的反彈性。具有良好的透氣網(wǎng)面構(gòu)建出InterCool系統(tǒng)，能有效排除濕氣和汗水。相比較于上一代的Wave Creation 8，Wave Creation 9強化了鞋面的構(gòu)造，減緩了跑步時鞋幫處的壓力，使整個鞋子包裹性更強。外底采用了Mizuno經(jīng)典的X 10耐磨合成橡膠，中底的Infinity Wave雙拱型波浪片，有效地提升了鞋子的反彈性。如果你身體比較結(jié)實，又喜歡運動，這款跑鞋絕對能夠好好配合你的腳。

Asics Gel-Nimbus 9

價格：1000元

作為專業(yè)跑鞋生產(chǎn)廠商，Asics一直都以強大的技術(shù)實力吸引了一大批體育愛好者和職業(yè)運動員。這款Gel Nimbus 9也算是一個經(jīng)典系列的延續(xù)。它采用的超輕材質(zhì)的中底，在大幅降低鞋子重量的同時卻沒有犧牲避震性，反而提高了跑步中的穩(wěn)定性。透氣型鞋面配合寬大的鞋楦，讓我們的腳在運動中不受壓迫，并感受到最佳的包裹狀態(tài)。

Mizuno Wave Rider 11

高分子材料研究報告范文第4篇

一、化學課外活動的內(nèi)容

化學課外活動內(nèi)容十分豐富，主要有下述五類：

第一類，以培養(yǎng)學生興趣、引導學生入門為主。例如介紹有趣的化學事物、化學及其周邊學科的重要作用和意義，舉辦趣味實驗表演、化學晚會，組織學生解決不太復雜的化學問題、進行化學探索活動等。

第二類，以配合課堂教學、適當拓寬加深為主。例如組織配合課堂教學的課外閱讀活動；配合《溶解和結(jié)晶》的教學，組織制作硫酸銅或明礬大晶體；配合《配合物》教學，舉辦《奇妙的配合物》講座；配合《氣體摩爾體積》教學，組織“氣體摩爾體積測定”實驗；以及配合化工生產(chǎn)教學組織參觀活動等。

第三類，以開發(fā)智力、培養(yǎng)拔尖人才為主。例如組織化學競賽和化學競賽輔導；組織小論文、小制作活動等。

第四類，以理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生手腦并用為主。例如組織化學實驗活動、聯(lián)系生產(chǎn)生活的化學制作活動和實踐活動等。

第五類，以科普宣傳和社區(qū)服務(wù)為主。例如舉辦《真的有鬼火嗎？》、《溫室氣體CO2》、《金屬與人體健康》等講座；出版化學小報（板報、墻報）；舉行塑料制品修補、化學除漬等社區(qū)服務(wù)活動等。

在選擇活動內(nèi)容時，常常兼顧各個方面。

二、化學課外活動的形式

（一）課外閱讀活動

組織學生搜集并閱讀化學科普讀物、化學學習輔導讀物、化學發(fā)展史和化學家故事、化學趣聞軼事等，要求學生在認真閱讀、思考的基礎(chǔ)上寫好讀書筆記，還可以舉行讀書報告會、讀書筆記展覽，或者跟出版化學版（墻）報等活動配合。

開展課外閱讀活動時，教師要做好閱讀指導工作，幫助學生選好讀物、掌握閱讀重點和解答疑難。

（二）化學制作活動

（1）組織學生制作化學標本。例如合金標本、鐵的合金標本、石油分餾產(chǎn)品標本、石油化工產(chǎn)品標本、煤的標本、煤化工產(chǎn)品標本、合成高分子材料標本等等。

（2）組織學生收集圖片，制作模型、圖表幻燈片，攝制錄像片等等。例如收集煉鐵廠（車間）、煉鋼廠（車間）的圖片，制作原子結(jié)構(gòu)模型、分子結(jié)構(gòu)模型、食鹽水電解槽模型、熱交換器模型、繪制課堂教學用的圖表等等。

（3）制作常用的簡單實驗儀器或代用儀器。例如用墨水瓶制作酒精燈、切割大玻璃瓶制作玻璃水槽和鐘罩、用小塑料瓶改制滴管、制作水電解儀、溶液導電性試驗儀、丁達爾現(xiàn)象演示儀等。

（4）自制化學試劑。例如用廢銅制取硫酸銅、氧化銅，用廢鐵屑制取硫酸亞鐵、氧化鐵，從廢電池中提取二氧化錳等等。自制儀器和自制試劑可以跟開展家庭實驗活動結(jié)合，向全體學生進行示范。

（5）化學工藝制作。例如，用陽極氧化和茜素染料著色法制作鋁質(zhì)“金”星、電鍍法制“銀”質(zhì)獎?wù)潞汀敖稹辟|(zhì)獎?wù)隆⒒瘜W晴雨計、制作銀鏡、化學刻字、自制藍黑墨水、沖印照片等等。

（三）化學實驗活動

（1）實驗基本操作練習。在課內(nèi)培養(yǎng)實驗基本操作的基礎(chǔ)上，進一步加強實驗基本技能的訓練。例如玻璃管的加工、分析天平的使用、溶液的配制、儀器裝置的連接和設(shè)計、化學器皿的洗滌等。

（2）配合課堂教學的實驗。例如水的合成、氯氣在氫氣中的燃燒、化學反應(yīng)方程式的測定、同分異構(gòu)體化學性質(zhì)的比較等等。

（3）關(guān)于新技術(shù)、新工藝的實驗。例如電鍍筆的制作和涂鍍、電解加工、電鑄、塑料電鍍、紙版電池制作等。

（4）結(jié)合資源利用的實驗。例如從海帶灰中提取碘、從廢定影液中提取銀、從薄荷葉中提取薄荷腦、用頭發(fā)制取胱氨酸、用米泔水制葡萄糖等。

（5）定量分析實驗。例如漂白粉中有效氯的測定、黃銅中含銅量的測定、食醋中總酸量的測定、小蘇打純度的測定、化肥有效成分的測定等。

（6）跟生活和衛(wèi)生保健有關(guān)的實驗。例如CO毒性原因的演示實驗、吸煙有害的演示實驗、化學去漬、自制豆腐花、照片調(diào)色等等。

轉(zhuǎn)貼于 （四）專題報告或講座

可以由學生做讀書報告、交流心得，也可以請科技人員和教師做化學化工方面的專題報告，介紹化學化工的新成就和新發(fā)展、介紹化學知識的應(yīng)用或者做化學知識科普講座。例如“火與燃燒”、“什么是臭氧”、“化學與能源”、“彩色照片”的沖洗和光化學反應(yīng)原理”等等。

（五）參觀活動

參觀跟化學有關(guān)的生產(chǎn)和科研單位，組織觀看有關(guān)的科普電影、電視、幻燈、錄像、展覽會、博物館等。

（六）化學競賽

既可以組織學生普遍參加的化學知識競賽、化學用語競賽、化學計算競賽、基本操作競賽、化學智力競賽，又可以組織難度較大的、水平較高的選手賽，分多種層次進行，廣泛吸引學生參加或參觀。

（七）化學表演和化學展覽

例如專題實驗表演、趣味實驗表演、化學實驗展覽、化學復習展覽、我國化學化工發(fā)展成就等專題展覽、化學課外活動成果展覽等，要發(fā)動廣大學生參加籌備和參觀。

（八）在校內(nèi)出版化學墻報、板報或者化學小報

（九）組織化學晚會、化學活動日（周）、化學夏（冬）令營等活動

這類活動通常綜合多種活動內(nèi)容和方式。例如在化學晚會上可以安排化學相聲、化學猜謎、化學魔術(shù)、趣味化學表演和化學講座等；在化學活動日（周）、化學夏（冬）令營里可以組織專題報告、講座、化學競賽、化學游藝活動、化學展覽、參觀、專題研討、跟化學家見面等活動。

（十）化學小論文活動

組織學生對化學學習或課外活動中的某個問題比較系統(tǒng)和深入地進行思考、實驗、調(diào)查、討論，得出科學的、有價值的觀點或結(jié)論，或者形成新的發(fā)現(xiàn)、改進、創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上撰寫成研究報告或論文。教師要做好選擇課題的指導和研究方法的指導。

三、化學課外活動的組織和實施

開展化學課外活動要做到“二有”，即

“有組織”：要成立課外活動組織，其形式既可是固定的化學課外活動小組，又可是臨時的專題活動小組；既可是分年級的，又可是跨年級或者是跨年級合作的；既可是少數(shù)人參加的，又可是全體學生都參加的大型集體活動或者個人活動。其中，要以分年級組織、少數(shù)人參加、固定性的課外活動小組作為化學課外活動的骨干。

參加化學課外活動小組的人數(shù)視指導力量和活動場所而定，通常以每班4～6人為宜。參加條件應(yīng)包括思想好、遵守紀律、各科成績都在中等以上、化學成績優(yōu)良、對化學有興趣等。要公開動員、公布條件和名額，形成氣氛，讓學生自愿報名并由指導教師、化學任課教師和班主任共同研究確定人選。成員確定后可在校內(nèi)紅榜公布，擴大影響并促進成員的責任感和榮譽感。課外活動小組成員每年調(diào)整一次，但要保持相對穩(wěn)定。

“有計劃”：要統(tǒng)籌兼顧，按學期（或?qū)W年）訂好化學課外活動計劃?；顒拥膬?nèi)容應(yīng)具有系統(tǒng)性，避免雜亂，既不受（課內(nèi)）教學大綱限制，又以課堂教學為基礎(chǔ)進行拓展；理論與實踐并重、理論與實際相聯(lián)系；力求科學性、教育性、趣味性、多樣性、實用性與可行性統(tǒng)一。

由于各年級學生特點和學習準備狀態(tài)不同，各年級的內(nèi)容應(yīng)有區(qū)別。根據(jù)一些學校的經(jīng)驗，初中化學課外活動宜以培養(yǎng)化學學習興趣為重點；高一、高二的化學課外活動以配合課堂教學為主，兼顧其他方面，注意聯(lián)系實際和發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)好“苗子”；高三則注重化學知識技能的系統(tǒng)總結(jié)和適當拓寬加深，以及應(yīng)用化學知識技能解決實際問題。

確定化學課外活動內(nèi)容要注意因地制宜，積極創(chuàng)造條件，為當?shù)氐奈镔|(zhì)文明和精神文明建設(shè)服務(wù)。例如，農(nóng)村中學可以組織跟農(nóng)副產(chǎn)品深度開發(fā)利用、破除迷信、土壤資源調(diào)查與改良、化肥和農(nóng)藥的科學使用等有關(guān)的化學課外活動；城市中學可以組織參觀化工廠、進行社會調(diào)查、三“廢”回收利用研究以及與保護環(huán)境等有關(guān)的其他化學課外活動；礦區(qū)中學可以組織采集礦石標本、進行化學分析、資源和環(huán)境保護；沿海中學可以讓學生學習海洋資源的化學開發(fā)利用等等。

計劃的實施要做到“三落實”：落實活動的時間和地點；落實活動的經(jīng)費和設(shè)備材料；落實指導教師和具體準備工作。每一個活動小組都應(yīng)有教師負責指導。指導教師可以專任也可以由任課教師兼任，但要提倡化學教師全體參與，把課外活動作為化學教研組的一項重要工作經(jīng)常進行檢查、研究，實行集體備課、分頭負責。要注意發(fā)揮教師特長，可以實行跨年級指導。

化學課外活動計劃一般也要通過教研組集體討論，并要經(jīng)教學主管部門和領(lǐng)導批準同意。此外，還要積極爭取領(lǐng)導、社會和家長等方面的重視與支持。

高分子材料研究報告范文第5篇

關(guān)鍵詞：實驗教學；創(chuàng)新實驗；教學方法；材料

Develop multi-level experiment teaching， cultivate the innovative and practical ability of undergraduates majoring in materials specialties

Zhu Shijie， Wang Liguo， Ren Chenxing， Guan Shaokang

Zhengzhou University， Zhengzhou， 450001， China

Abstract： The new methods in experiment teaching are introduced. Based on the scientific research laboratory， combining the basic theory with the design of biological magnesium alloy， alloy smelting， plastic processing， heat treatment and surface treatment and other researches， while we teach the students basic theory， we select some undergraduates and offer them access to the laboratory in advance， who will form into independent innovative experimental group and conduct innovative experiments. Carrying out the course experiments， the comprehensive designing experiments， the innovative experiments and other multi-level experiment parts has been beneficial for mobilizing the positivity of the students， stimulating the students’ interest， cultivating the students' innovative spirit and ability and team spirit.

Key words： experiment teaching； innovative practice； teaching method； material

我國社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級，對畢業(yè)生能力的要求不斷提高，要求學生具有扎實的專業(yè)理論知識和實驗基本技能及一定的創(chuàng)新能力，專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要依靠實驗教學來實現(xiàn)。開展多層次實驗教學就是要突破傳統(tǒng)的實驗教學模式，引導學生將基礎(chǔ)理論與生活實際、前沿研究等結(jié)合，提升對課程內(nèi)容的認知程度，調(diào)動其學習的積極主動性，給予學生獨立思考和自由發(fā)揮的空間，探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的全新模式。

1 多層次實驗教學的內(nèi)涵和任務(wù)

實驗教學是基礎(chǔ)理論知識與實驗活動，間接經(jīng)驗與直接經(jīng)驗相結(jié)合的教學過程。其主要任務(wù)是使學生掌握教學大綱中要求的基本實驗原理和實驗技能，培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)、創(chuàng)新意識和動手能力、分析問題和解決問題的能力。而傳統(tǒng)實驗教學多以課程實驗為主，多是驗證型實驗，一般按課程設(shè)置實驗內(nèi)容，學生在掌握所學課程部分的理論知識和實驗原理的基礎(chǔ)上，按照規(guī)定的實驗方法和操作步驟完成實驗內(nèi)容。教學模式重理論輕實驗，實驗內(nèi)容單調(diào)重復、趣味性差，學生對實驗積極性不高，教學效果不理想，現(xiàn)代化的先進實驗教學效果難以體現(xiàn)，也不利于提高學生的基本實驗技能和開發(fā)學生的智力和創(chuàng)造性。

為改變傳統(tǒng)實驗教學模式，提高實驗教學質(zhì)量，許多高校的教學和科研工作者進行了探索[1-8]，多層次實驗教學模式是適合大材料專業(yè)的模式[8，9]。多層次實驗教學模式是以科研實驗室開放和強有力的實驗教學隊伍為基礎(chǔ)，以學生為實驗教學的主體，以教師為引導的開放式實驗教學模式[9]。它以一般教學實驗為基礎(chǔ)，以教學實驗中心和科研實驗室為平臺，以教師科研項目為牽引，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。實驗教學的內(nèi)容由驗證型實驗向綜合應(yīng)用型、研究創(chuàng)新型實驗逐步升級。多層次實驗教學的基本任務(wù)包括兩方面：完成教學大綱規(guī)定的實驗教學任務(wù)，幫助學生鞏固、深化理論知識，培養(yǎng)學生良好的實踐能力；通過綜合設(shè)計型、研究應(yīng)用型和創(chuàng)新型實驗項目，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生的實踐創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)。

2 多層次實驗教學的方法和實施

我校金屬材料工程專業(yè)和材料成型與控制工程專業(yè)本科生依托教育部重點實驗室、材料科學與工程國家級實驗教學示范中心、河南省鎂合金及制品工程中心、省鋁合金材料及加工工程中心、省低碳及環(huán)境材料國際聯(lián)合實驗室、鄭州市汽車新材料重點實驗室和鄭州大學材料研究中心等科研基地，建立本科生創(chuàng)新實驗平臺；以國家精品課程、名牌專業(yè)、教學團隊、視頻公開課和國家資源共享課建設(shè)項目為驅(qū)動，以筆者團隊的科研項目為牽引，通過一系列探索和實踐，構(gòu)建了具有立體化、多層次、開放式特色的實驗教學與創(chuàng)新實踐平臺，為高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)打造了良好的實驗教學與創(chuàng)新實踐環(huán)境。

2.1 構(gòu)建多層次實驗教學體系

在培養(yǎng)學生的實驗技能和創(chuàng)新能力方面，基礎(chǔ)性實驗和探索性實驗教學都具有十分重要的意義和作用。所謂多層次，是遵循認識事物的規(guī)律，由淺入深，由簡到繁，學生首先掌握材料方面的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)課實驗教學的原理和實驗技能，然后根據(jù)基礎(chǔ)、興趣等實際情況的不同，選擇不同層次的實驗內(nèi)容；實驗教學的內(nèi)容由驗證材料基礎(chǔ)知識的實驗到材料綜合應(yīng)用設(shè)計實驗，再到研究創(chuàng)新型實驗逐步升級，有層次地設(shè)置實驗項目并形成實驗課程體系。據(jù)此，我院大材料專業(yè)的金屬材料工程方向和材料成型與控制工程方向的實驗教學體系設(shè)置主要分為三個層次。

（1）基礎(chǔ)課程實驗和專業(yè)課程實驗?；A(chǔ)課程實驗主要包括大學物理、化學、電工學等課程實驗，專業(yè)課程實驗主要包括學院材料科學與工程基礎(chǔ)平臺實驗、專業(yè)課程實驗和實習實訓等。課程實驗是通過實驗加深學生對理論教學的理解，驗證理論教學的相關(guān)定理和基本概念，使學生了解和掌握本學科中本專業(yè)各種實驗基本原理和基本實驗操作方法，具有實際操作和解決問題的基本技能與實踐知識。這類實驗主要在校內(nèi)基礎(chǔ)實驗室和我院國家級實驗教學示范中心完成。

（2）綜合應(yīng)用實驗[10]，主要包括課程設(shè)計、綜合實驗。綜合應(yīng)用實驗是通過材料工程訓練和個性化實驗，綜合應(yīng)用所學有關(guān)材料設(shè)計、加工和相變等方面的專業(yè)知識，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。在這類實驗項目中，要重視實驗方案設(shè)計，深化和拓展理論教學的內(nèi)容，創(chuàng)造條件讓學生獨立設(shè)計實驗方案并完成實驗，達到啟發(fā)學生科學思維，提高其獨立研究能力和創(chuàng)新意識。

（3）研究創(chuàng)新實驗，主要包括科技活動、畢業(yè)論文（設(shè)計）、創(chuàng)新實驗、依托學科建設(shè)的開放性實驗、提前進入實驗室開展的實驗等。研究創(chuàng)新實驗融入了創(chuàng)新思維基于實踐、始于問題的教育理念，通過課外創(chuàng)新實踐和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2.2 完善多層次實驗教學的內(nèi)容

與教育部有關(guān)理工類（材料類）本科生的基礎(chǔ)課程實驗內(nèi)容相似，本文不再贅述。

在專業(yè)基礎(chǔ)實驗教學方面，我院大材料類專業(yè)開設(shè)了材料科學與工程基礎(chǔ)平臺實驗，主要培養(yǎng)學生基本實驗技能、儀器使用與維護、材料的顯微分析和參數(shù)測定，促進對課堂理論課程內(nèi)容的學習和理解，培養(yǎng)其專業(yè)綜合素質(zhì)。平臺實驗將金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、材料成型加工等實驗教學體系重組，打破以不同材料為基礎(chǔ)組織實驗教學的框架，建立一體化、多層次、開放式的專業(yè)基礎(chǔ)實驗教學新體系。平臺實驗既注重了材料的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實驗，又兼顧了交叉學科的基礎(chǔ)實驗。16個實驗包括12個必做實驗和4個選做實驗，分為掌握、熟悉、了解、選學四個層次。要求學生掌握金相顯微鏡的使用和顯微組織分析，性能測試儀器的使用原理和方法，硬度測試原理和方法，顯微分析樣品的制備和分析技術(shù)，金屬、高分子和陶瓷材料的力學性能測試和分析等基本實驗技能；熟悉一般偏光顯微鏡的構(gòu)造和使用，金屬材料成分、組織和性能之間的關(guān)系，并能對不同狀態(tài)金屬材料的組織進行分析比較，以深化對所學知識的全面理解和掌握；了解材料現(xiàn)代分析方法，包括X射線衍射儀與物相定性分析。選學部分包括掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)與樣品分析，電子探針結(jié)構(gòu)與微區(qū)成分分析，透射電子顯微鏡薄膜樣品制備與觀察以及材料制備新技術(shù)等。

專業(yè)課程實驗20個，主要側(cè)重于材料成型的工藝方法和數(shù)值模擬、工程材料制備與表征實驗、鋼的熱處理組織分析及熱處理工藝實驗、材料表面改性技術(shù)實驗等。通過專業(yè)課程實驗，幫助學生進一步鞏固和運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，掌握材料制備、分析與測試的基本技能，掌握材料成分―工藝―組織結(jié)構(gòu)―性能關(guān)系，培養(yǎng)和發(fā)展學生的觀察能力，提高實踐動手能力與綜合素質(zhì)，進一步加強實驗基本技能的訓練和探索自然與科學規(guī)律的能力，為適應(yīng)現(xiàn)代材料工程對工程技術(shù)人員知識、能力與素質(zhì)的全面要求以及研發(fā)材料、制造生產(chǎn)材料和合理應(yīng)用材料打好基礎(chǔ)。

綜合實驗是結(jié)合專業(yè)課程的知識，運用實驗室的現(xiàn)有設(shè)備進行實驗。實驗涉及專業(yè)知識面較寬，包含了金屬材料及其制備、加工、熱處理、性能測試等專業(yè)課程及實驗的相關(guān)知識內(nèi)容，是專業(yè)知識和實驗技能的綜合應(yīng)用。在實驗內(nèi)容的選擇上，指導學生自己進行實驗方案設(shè)計，實驗方案應(yīng)具有多樣性和新穎性，實驗過程操作性強和工藝選擇性強。學生之間實驗的內(nèi)容和解決的思路各不相同，避免了多人一個答案、一組數(shù)據(jù)的情況的出現(xiàn)。這有利于學生較完整和系統(tǒng)地掌握與綜合運用專業(yè)知識，提高其運用分析和測試儀器等方面的技能。

研究創(chuàng)新實驗是在有經(jīng)驗教師的指導下，為鼓勵學生在導師課題范圍內(nèi)，靈活多變地參與科學研究、技術(shù)開發(fā)、科技競賽活動及各類創(chuàng)新活動開設(shè)的實驗。創(chuàng)新實驗的課題設(shè)計是依托學科建設(shè)平臺和指導教師的在研項目，在大量文獻調(diào)研基礎(chǔ)上制訂合理可行的方案。創(chuàng)新實驗要有趣味性。學生可以申請國家級、校級大學生科研創(chuàng)新計劃，也可以結(jié)合教師在研項目自主設(shè)計創(chuàng)新的實驗項目。學院鼓勵教師依托自己的在研項目開展創(chuàng)新實驗，對本科生開放專業(yè)科研實驗室及實驗室設(shè)備，招募積極性高、成績好的本科生組成5～7人的科研興趣小組，提前進入科研實驗室開展創(chuàng)新實驗。指導教師為學生的創(chuàng)新活動和科學研究提供經(jīng)費、條件等支持。創(chuàng)新實驗項目的實施，可充分發(fā)揮學生的主動性，使學生了解科研實驗的一般程序，提高學生對科學研究的興趣，有利于培養(yǎng)他們獨立思考、善于創(chuàng)新創(chuàng)造、綜合運用知識的能力。我院學生畢業(yè)論文（設(shè)計）24周，是我院金屬材料類專業(yè)最重要的、綜合性強、讓學生主動思考、以實驗研究型為主的實踐過程。

2.3 創(chuàng)新型實驗教學的實施

多層次實驗教學要根據(jù)學生年級的不同，有針對性地建立學生進入實驗室的不同模式，并通過實踐考查學生進入實驗室學習的效果。如對于一年級新生，主要以到科研實驗室觀摩學習、聽學術(shù)報告、旁聽研究生課題小組討論會等方式，讓他們接觸、觀察和了解科研實驗室，滿足他們希望進入實驗室的意愿；對于二、三年級學生，根據(jù)課程的進展，結(jié)合教師的課題，安排他們跟隨團隊的研究生參與科研實驗、閱讀文獻，也可以參加一些教學實驗的方案設(shè)計工作；有興趣且能力較強的學生，通過選拔，提前進入實驗室，申請國家、校級大學生科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，適度參加導師的科研項目；對于在實驗中有較好表現(xiàn)且預(yù)計研究成果較好的三年級學生，可以確定一些具體題目開展研究探索，參加挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)業(yè)大賽、科技競賽等活動；三年級下學期或四年級上學期的學生可以確定畢業(yè)論文（設(shè)計）的內(nèi)容和題目，在教師的指導下，由學生制訂實驗研究計劃，確定實驗方案，獨立完成畢業(yè)論文。

對于提前進入實驗室開展的創(chuàng)新實驗，其實施過程如下：（1）選題。選題以指導教師為主，學生參與。教師根據(jù)教學與科研經(jīng)驗，選擇一些切合學生實際能力和學識水平的實驗題目，實驗要能用到專業(yè)基礎(chǔ)知識，能充分利用平臺實驗室的儀器設(shè)備，要明確實驗的重點、難點和關(guān)鍵科學問題。（2）研究技術(shù)路線和實驗方案設(shè)計。實驗方案設(shè)計要在導師指導下由學生自主完成，然后由創(chuàng)新小組和導師一起討論確定。（3）進行創(chuàng)新實驗研究。學生根據(jù)方案進行實驗研究，分析實驗結(jié)果，教師主要釋疑解惑，宏觀把握實驗進度，引導學生獨立思考，鍛煉學生的實驗操作技能，提高其綜合運用專業(yè)知識和獨立開展科研實驗的能力。（4）實驗總結(jié)。實驗結(jié)束后，要求學生分析實驗結(jié)果，并得出實驗結(jié)論，研究結(jié)果可以是科研論文、專利或產(chǎn)品等形式，撰寫實驗研究報告，并參加由材料學院知名教授組成的專家組的答辯。通過創(chuàng)新實驗，全面提升了教學實驗水平和學生的實踐創(chuàng)新能力、設(shè)計能力和前沿科學意識。

筆者在材料科學基礎(chǔ)和金屬材料及熱處理教學過程中，將課題組在可降解生物鎂合金及其表面改性領(lǐng)域多年的研究成果介紹給學生。詳細介紹工程結(jié)構(gòu)用鎂合金材料和可降解生物鎂合金材料的設(shè)計原則、合金熔煉、塑性變形加工和特種制備技術(shù)、鎂合金表面改性技術(shù)、生物鎂合金器件（骨板、骨釘、內(nèi)髓釘和血管支架等）開發(fā)及發(fā)展應(yīng)用前景等，對比介紹了合金在制備、加工和改性過程中與課程有關(guān)的知識內(nèi)容之間的關(guān)系，特別注重在研發(fā)生物鎂合金及其加工過程中用到的學術(shù)思想，如利用鎂合金腐蝕性能差作為生物材料的可降解性，經(jīng)大塑性變形細化鎂合金晶粒可獲得準超塑性和均勻腐蝕性能，在生物鎂合金表面涂層可控制鎂合金降解等。在豐富課程理論內(nèi)容的同時，也向?qū)W生傳達了金屬材料及加工前沿的研究思想與發(fā)展趨勢，有助于學生對材料領(lǐng)域的認識并建立對材料科學整體的宏觀認知。由此激發(fā)學生的興趣。自2009年以來，我們團隊在生物鎂合金及表面改性技術(shù)方面，指導了15個有關(guān)鎂合金的創(chuàng)新實驗小組，其中3個項目獲批國家級大學生創(chuàng)新實驗計劃。2個小組參加河南省大學生挑戰(zhàn)杯競賽，其中一組獲自然科學類二等獎；有2個小組參加了全國大學生創(chuàng)業(yè)大賽，其中一組獲得一等獎；參加兩屆全國金相大賽，均獲得非常優(yōu)異的成績。

3 注重對學生優(yōu)良科研品質(zhì)的培養(yǎng)

在多層次實驗教學中，應(yīng)該把學生各種實驗技能，特別是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為實驗教學工作的重中之重。實驗教學作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要課堂，為學生創(chuàng)造了一個培養(yǎng)科研興趣、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的實踐環(huán)境。教師不僅要在有限的實驗教學學時內(nèi)使學生掌握基本的專業(yè)實驗技能，還應(yīng)讓學生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)實驗技能的基礎(chǔ)上能夠舉一反三，具有提出自己的新觀點、新方法的能力。

在多層次實驗教學過程中還應(yīng)引入文化素質(zhì)教育，注意培養(yǎng)學生的團隊意識和合作精神，嚴謹務(wù)實的工作作風，實事求是的科學態(tài)度和誠實的科研品德及大膽、細心和耐挫的心理素質(zhì)，這些都是與材料實驗技能掌握同樣重要的職業(yè)素養(yǎng)要求。研究創(chuàng)新實驗是綜合性、設(shè)計性和不確定性很強的實驗，需要小組成員之間分工協(xié)作，需要本科生和研究生、教師之間的討論與交流，在反復不斷的討論、爭辯、分析、驗證和總結(jié)過程中取得進展。但是，在創(chuàng)新實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)個別學生雖然思維活躍、動手能力很強，但是在實驗方案設(shè)計時和實驗過程中常以自我為中心，不善于與別人交流，不善于聽取和借鑒別人的意見，這種能力強但缺乏團隊合作精神的學生只能暫時滿足崗位要求，不會有更大的發(fā)展空間。所以，我們在指導創(chuàng)新實驗的過程中，不僅強化學生的實驗技能和創(chuàng)新精神，還有意識地引導學生在做研究的過程中學會表達自己的觀點，與團隊其他成員合作，聽取和理解他人的意見，做到互相取長補短。只有這樣，才能讓學生學會人與人之間要相互理解與寬容，培養(yǎng)團隊意識和合作精神。

4 結(jié)束語

材料類專業(yè)是實踐性很強的專業(yè)，實行多層次實驗教學是必然趨勢。多層次實驗教學模式可以實現(xiàn)實驗教學形式、內(nèi)容和手段多樣化。我們在整個完整的實驗教學體系中，融入了創(chuàng)新思維基于實踐、始于問題的教育理念，遵循培養(yǎng)學生“實驗操作技能、實踐創(chuàng)新能力和團隊合作精神”并重的原則，使學生專業(yè)知識、科研能力提高的同時，形成優(yōu)良的道德品質(zhì)和科學素養(yǎng)。多層次實驗教學模式的實施不是一項短期工程，在今后的教學實踐中，仍需要我們不斷開拓思路，進一步提高材料類專業(yè)的實驗教學質(zhì)量。在多層次實驗教學模式實施過程中，要“抓教師”和“抓學生”并行，指導教師要不斷地掌握新技術(shù)、推陳出新，只有這樣才能培養(yǎng)出符合社會需求的創(chuàng)新型技術(shù)人才。

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