水泥工业是高耗能产业，在水泥熟料烧成过程中使用矿化剂是一种有效的节能方法。而以固体废弃物作为矿化剂还可变废为宝，实现其资源化利用。文中以硫铁尾矿作为矿化剂，研究了1 350、1 400和1 450 ℃煅烧温度下，以SO₃计掺量为0、1.5%、2.0%和2.5%的硫铁尾矿烧制硅酸盐水泥熟料，并采用热分析、X射线衍射（XRD）、偏光显微镜等分析了其对水泥熟料煅烧过程、矿物组成、岩相结构和物理性能的影响。研究结果表明：以SO₃计掺量为2.0%时效果最好，在此掺量下，水泥熟料中f-CaO含量由1.84%降至1.18%，可以显著改善生料的易烧性；掺入硫铁尾矿能降低生料中CaCO₃分解的起始温度和峰值温度，并在低温下形成含硫硅酸二钙（2C₂S·CaSO₄）和硫铝酸钙（4CaO·3Al₂O₃·SO₃）两种过渡相，使液相出现温度降低了35 ℃，可以促进熟料矿物的形成和发育，具有明显的矿化作用；掺入硫铁尾矿煅烧所得的水泥熟料性能良好，其养护3 d、28 d的抗压强度分别为33.1和61.8 MPa。

疲劳破坏是机械结构的主要失效形式，而依据试验数据获取高精度的S-N曲线，是开展机械结构疲劳寿命预测的前提。但疲劳试验数据往往展示出较大的分散性，采用概率疲劳寿命（P-S-N）曲线进行应力循环关系的描述更为恰当。为了克服现有经典机器学习模型在材料疲劳数据分析中仅能给出疲劳寿命的确定值而无法定量其分散性的局限性，文中提出了一种基于贝叶斯神经网络（BNN）模型的金属材料P-S-N曲线估计方法。首先将传统神经网络模型的权重参数视为随机变量，采用贝叶斯参数估计方法，根据训练样本对权重参数的后验分布进行估计；然后，考虑到已有后验分布估计方法容易低估权重参数的不确定性程度，文中引入了一种基于α散度的黑盒（BB-α）算法，对权重参数进行后验估计；最后，采用BNN模型对2524-T3铝合金、2024-T4铝合金和S420MC钢的疲劳数据进行了分析。结果表明：BNN可以作为一个有效、稳健的模型，用于疲劳数据的拟合和不确定性量化；基于BB-α算法的BNN模型，可以更加准确地给出疲劳数据的不确定性量化结果。

随着城镇化和旧城改造进程的推进，我国建筑废弃物的产生量与堆存量日益增长，废弃黏土砖占建筑废弃物总量的50%~70%。有研究发现：再生砖粉具有作为辅助性胶凝材料的潜力，但会导致水泥基材料的力学性能显著降低。为探究粒径对再生砖粉活性与水泥水化动力学的影响，文中采用高能球磨制备了不同粒径的再生砖粉，表征了再生砖粉的物理化学性质与水化活性，分析了再生砖粉粒径对再生砖粉-硅酸盐水泥体系水化过程、微观结构和力学性能的影响，并基于Krstulovic-Dabic模型获取体系的水化动力学参数，实现水化进程的量化评价。结果表明：随再生砖粉粒径的减小，硅铝矿物晶格畸变的程度变大、表面结合能降低，导致其水化活性提高；水化早期再生砖粉主要起物理填充作用，可加速再生砖粉-硅酸盐水泥体系的早期水化，提高结晶成核与晶体生长→相边界反应→扩散过程转变时的水化程度；随再生砖粉粒径的减小，火山灰反应的开始时间提前且程度增高，最终使掺入30%小粒径再生砖粉水泥的后期强度超过纯水泥的强度，为再生砖粉在水泥基材料中的高效应用奠定基础。

为解决TC4钛合金硬度低、耐磨性差等缺点，利用激光熔覆技术，采用4 kW大功率Laser4000半导体激光器，在TC4表面制备了以HfC、TaC和ZrC等比例三元陶瓷相（比例分别为0%、5%、10%、15%）为增强相的钛基硬质涂层。熔覆结束后对熔覆件进行切割、打磨、抛光和腐蚀制备金相试样，利用电子显微镜（EM）、扫描电镜（SEM）、EDS能谱仪、X射线衍射仪（XRD）等试验手段对不同材料组分的熔覆涂层进行了宏观形貌、微观组织和性能的对比分析；利用TH120A里氏硬度计测熔覆层的宏观硬度值，利用Qness型号维氏显微硬度计分析熔覆试样截面微观硬度变化规律。研究结果表明：三元陶瓷相的添加，使熔覆层与基材形成了良好的冶金结合，并且基材与熔覆层有着明显的平滑的分界线；熔覆层主要由α+β针状马氏体基体及析出的棒状和块状α相组成，其中添加质量分数为15%的三元陶瓷增强相的涂层熔覆层由块状晶组成，且晶粒最为粗大，添加质量分数为5%和10%的三元陶瓷增强相的涂层，棒状和块状的α相尺寸明显变小，晶粒明显被细化，组织更加均匀致密；熔覆层柱状和块状α相的主要成分为Ti以及微量的Al、Zr、Hf和V元素，涂层的针状马氏体中含有较高的Al、Zr、Ta和V元素，在晶间的黑色β相中含有微量的Zr和Ta元素。测试发现，Hf、Ta元素通常存在于不同的物相中；激光熔覆后的试件的硬度都有所提高，当三元陶瓷添加量的质量分数为10%时，熔覆层晶粒最为细小，分布均匀，硬度最高，达到715 HV，是TC4基材的2.31倍。

装配式建筑的发展使得在预制件生产中使用早强剂的需求越发强烈，人工合成水化硅酸钙（C-S-H）作为一种新型晶种早强剂，能够显著提高水泥基材料的早期强度，但其较差的分散性限制了其应用。文中以不同侧链密度聚羧酸减水剂（PCE）作为分散剂，通过共沉淀法合成了一系列C-S-H/PCE晶种早强剂，利用X射线衍射分析仪（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、纳米粒度仪（DLS）等探究其对C-S-H晶种结构的影响，并深入研究了C-S-H/PCE晶种早强剂对水泥水化行为、硬化体强度和组成结构的影响。结果表明：PCE的侧链密度越小，C-S-H晶种分散得越好，粒径越小，中位粒径可达339.5 nm，晶种颗粒数量增多，可提供更多的成核位点；掺入C-S-H/PCE能显著加速水泥水化，使水化加速期放热峰提前1.3 h，8 h放热量增加10.8%；掺入C-S-H/PCE后，水泥净浆8 h和1 d龄期硬化体的孔隙率降低，抗压强度分别提高13%和15%。

合适的支架材料是小口径组织工程血管体外成功构建的关键之一，天然蛋白成分的纤维蛋白凝胶是理想的支架材料来源。文中首先以纤维蛋白原为原料，混合一定比例的凝血酶以及氯化钙，采取温度控制等技术步骤获得凝胶材料，并进行成胶时间、吸水性能、降解时间以及力学性能等方面的检测，采用扫描电镜观测材料的微观结构；然后，利用特定管状模具制成水凝胶管状支架，通过在支架中负载人成纤维细胞，研究纤维蛋白凝胶支架对人成纤维细胞生长的影响，判断其细胞相容性。结果显示：该制备方法获得的纤维蛋白凝胶整体外观呈乳白色，外表光滑，厚度均匀；凝胶的平均成胶时间为（172.0±4.7） s，吸水率为34.50%±1.87%，完全降解时间为7 d，杨氏模量为（2 624±295） Pa，凝胶整体结构具有一定的稳定性；凝胶的微观结构呈现为多孔隙网状纤维，纤维直径为（0.41±0.03） μm，网状纤维平均孔隙大小为（47.87±9.60） μm²；负载人成纤维细胞后，细胞在凝胶中形态完整，分布均匀，存活情况良好。文中成果为小口径组织工程血管移植物的体外构建提供了进一步的研究借鉴。

蜂窝结构作为一种仿生材料，在抗冲击吸能、轻量化等多个领域优势显著，得到了广泛研究。其中，双箭头蜂窝（Double-Arrow Honeycomb，DAH）在压缩载荷下较六边形蜂窝的平台应力更高，吸能性更好。为了进一步提升DAH的比吸能（Specific Energy Absorption，SEA），文中通过引入双弧形边代替DAH原有直边，提出一种弧形双箭头蜂窝（Circular Double-Arrow Honeycomb，CDAH），采用3D打印制备了CDAH样件并进行了准静态压缩试验；同时，基于有限元软件建立了CDAH的数值仿真模型，通过与试验结果的对比验证了模型的准确性；利用冲击波理论推导了CDAH的临界冲击速度，并结合验证后的数值模型研究了面内不同冲击速度下CDAH的动态响应。试验和仿真结果均表明：与DAH相比，CDAH的平台应力更高，比吸能也更大。其中，当应变达到0.6时，CDAH的SEA相较于DAH提升了71%，并且在中高速冲击下呈现明显的倒“V”和倒“U”形变形带，显示出良好的负泊松比特性；随着冲击速度提高，CDAH的平台应力与比吸能均显著提升，100 m/s下的平台应力是5 m/s下的3倍，这有助于CDAH在高速抗冲击防护中应用。

像大豆肽（SPE）这样的肽类物质在药物靶向治疗和诊断等方面有着重要作用，但它们难以抵抗胃部极低的pH环境以及离子障碍，因此难以通过口服的方式进行递送。透皮递送系统可避免胃液的障碍，将药物递送到血液中。文中通过冻融循环成功制备了负载SPE的羧甲基纤维素/阳离子淀粉/Ca²⁺（CMC/CS/Ca²⁺）复合水凝胶，以克服透皮递送过程中皮肤角质层对水溶性SPE渗透的障碍。颗粒电荷分析（PCD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及流变结果表明，CMC、CS及Ca²⁺之间产生了化学和物理交联作用，形成了稳定的复合水凝胶，且SPE与CS、Ca²⁺间产生的相互作用使其力学性能可满足透皮递送的要求；扫描电子显微镜（SEM）和比表面积测试（BET）结果表明，这些复合水凝胶内部具有多孔洞的三维网络结构。复合水凝胶的含水率均高于95.63%，在25 ℃下持续25 min后其保湿率仍在97.34%以上，所有复合水凝胶均在120 min内快速溶胀，在720 min时平衡溶胀分数可达636.23%，说明该复合水凝胶对水具有高度的亲和性，这是SPE透皮递送效率提高的根本原因。体外释放结果表明，SPE从复合水凝胶中的释放为溶胀控释型，且其最大DPPH自由基和ABTS自由基清除率分别可达47.07%和72.16%。3种复合水凝胶中SPE的单位面积累积渗透量分别为0.55、0.70和0.60 mg/cm²，其累积渗透百分比分别达到84.13%、92.93%和92.57%。复合水凝胶的外观以及pH值、耐热性、耐寒性均符合QB/T 2872—2017的规定。文中制备的复合水凝胶不仅有望在透皮递送肽及蛋白质类药物上得以应用，在皮肤抗氧化护理方面也具有潜在的应用价值。

溶液共混法合成纳米复合材料可以控制纳米颗粒的粒度分布和表面性质，从而改善其在有机基体中的分散情况。纳米TiO₂因具有优异的光电性能在光学器件、光催化、传感器等领域得到广泛应用，其中纳米TiO₂在溶剂中的均匀分散，是溶液共混法制备高折射率纳米复合材料的重要前提。本研究采用3种不同碳官能团的硅烷偶联剂对纳米TiO₂表面进行改性，可以将其分散在极性不同的3种有机溶剂中，得到透明稳定的分散液。结果表明，纳米TiO₂经过3种硅烷偶联剂改性后，在庚烷、乙酸丁酯、正丁醇中的中位粒径（D₅₀）分别为13.5、19.6、22.1 nm，分布系数（PDI）分别为0.038、0.231、0.171。动态光散射（DLS）测量和透射电子显微镜（TEM）观察结果表明，纳米TiO₂在庚烷、乙酸丁酯、正丁醇中均表现出良好的分散性。Turbiscan稳定性分析仪评估结果表明，具有相同纳米TiO₂质量分数的纳米TiO₂分散液具有不同的分散稳定性，说明相容性最好的硅烷偶联剂与分散溶剂是十六烷基三甲氧基硅烷与庚烷。纳米TiO₂在庚烷中分散得到的分散液具有高分散性和良好稳定性，其次为3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷与乙酸丁酯。结果表明硅烷偶联剂碳官能团的性质影响了纳米颗粒与有机溶剂的相容性，这为制备高分散性和高稳定性的分散液提供了新思路。

改性沥青类密封胶修补效果优异、生产成本较低，已被广泛应用于裂缝修补，但仍存在黏结性、柔韧性和耐久性不足的问题。热塑性硫化硅橡胶（TPSiV）兼具有硅橡胶结构稳定、耐候性佳和热塑性聚氨酯高强度、高弹性等优势，表现出优异的黏结性、耐久性、柔韧性以及高低温稳定性。本研究以90#基质沥青为主要原料，首先采用糠醛抽出油（FEO）对TPSiV进行预溶胀处理，再采用高速剪切法，通过添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、废旧胶粉（CR）、CaCO₃等改性剂，制备得到一系列高效复合改性沥青密封胶。系统研究SBS、TPSiV、CR掺量和CR粒径对改性沥青密封胶各项性能的影响，最终通过密封胶全套的路用指标对配方进行验证。采用软化点差值法表征了该密封胶的热储存稳定性，用荧光显微镜和扫描电子显微镜观察了TPSiV和TPSiV改性沥青的微观结构，采用傅里叶红外光谱（FTIR）对沥青改性前后的红外光谱进行了表征。结果表明：SBS掺量的增大显著提高了其高温性能，推荐掺量为3%；TPSiV提高了密封胶的柔韧性和粘结性，最佳掺量为3%；随着CR粒径减小，高温性能提高，低温性能下降，选择40目作为最佳粒径；随着CR掺量增加，改性沥青高温性能得到改善，最佳掺量为22%。该密封胶最佳配方SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO₃∶FEO质量比5∶3∶22∶5∶3，满足储存稳定性要求；TPSiV具有粗糙的表面结构，表面附着有硅橡胶微粒，有利于后期与沥青粘附，且TPSiV在复合改性沥青中分散均匀，TPSiV复合改性沥青中化学改性和物理改性同时存在。