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机械与生物医学工程科研团队

  (1) 团队基本情况

  机械与生物医学工程团队旨在应用机械工程的原理和技术来开发新型的医疗器械,治疗手段和人造器官,提高医疗服务的质量和效率,以满足人类健康的不断增长。研究不同材料的特性,对其功能、性能进行测试和安全评估,以确保设备对生物组织的相容性和安全性。

  (2) 团队成员介绍

  胥光申,教授,硕士生导师。

  研究方向:3D打印技术、纺织机械及光机电一体化技术

  邮箱: xugs988@126.com

  陆海林,副教授,硕士生导师。

  研究方向:AI辅助设计与先进零部件制造、智能制造在人体组织工程中的应用、功能纺织品开发

  邮箱: lu@xpu.edu.cn

  屠楠,副教授,硕士生导师。

  研究方向:太阳能光热利用、热化学及相变储能、流场模型降阶及蓄电池热管理

  邮箱: tu.nan@qq.com

  张磊,讲师,硕士生导师

  研究方向:生物电、外骨骼机器人、微小飞行器。

  邮箱:837654890@qq.com

  (3)科研平台

  (4) 研究领域

  1) 3D打印技术、智能制造在人体组织工程中的应用

  生物医用材料在人体组织工程中的应用涉及到摩擦学知识,在生物医用材料表面进行表面设计可以有效的提高相关功能效果。3D打印制备生物医用材料,设计表面结构进行润滑增效。研究生物医用材料表面转移膜润滑的增效机制,通过基体与表面复合调控技术提高基体材料和织构表面的设计柔性,强化多润滑状态下织构的引导增效作用。

  2) AI辅助设计与先进零部件制造

  基于机器视觉的智能产线、表面结构设计提高润滑效果、微弧氧化技术的智能控制。机械表面与界面的润滑效果是机器长寿命、高可靠运行的关键保障。在功能化表面的润滑设计与增效的理论与方法层面开展系统的研究工作,制备长寿命、高可靠的功能化及润滑增效表面。采用视觉识别、智能控制等手段进行零部件表面设计,提高产品的摩擦学性能。

  3) 聚光式太阳能热发电技术及热化学转化利用

  针对太阳能不稳定的缺点,采用适用于第三代CSP技术的高温热化学颗粒储能技术来实现太阳能的高效大规模存储。然而在储能过程中,反应器内载能体颗粒易团聚,导致“炸屏”、性能衰减等问题,严重影响着传质、传热效率。针对此问题,发展高通量聚光多场耦合协同强化太阳能热化学储能理论,进一步研发了太阳能热化学反应装置,针对流化床放热反应器进行理论分析、数学模型建立及气固流动特性研究,揭示放大效应下的碳酸化放热反应“热-力-流-化”多场耦合协同强化机制。在探究流化床放热反应器的传热传质规律、分析并优化运行操作工况和几何结构以及优化和放大工程流态化装置等方面具有重大意义。

  (1) 代表性科研项目

  团队重视基础理论研究,取得了丰硕的研究成果。主持包括国家自然科学基金项目,国家自然科学基金青年科学基金项目,陕西省自然科学基金项目,企业横向项目近40余项。

  1. 国家自然科学基金青年科学基金项目(项目编号:51706168)

  2. 陕西省高校科协青年人才托举计划项目(项目编号:20170520):

  3. 陕西省能源化工过程强化重点实验室开放课题(项目编号:SXECPI201602)

  4. 企业横向项目“铝线微弧氧化防腐耐磨涂层的制备与研发”(项目编号:2022KJ-315)。

  5. 企业横向项目“铝线表面陶瓷化输电技术研发”(项目编号:2022KJ-713)。

  6. 企业横向项目“铝合金表面陶瓷氧化膜的工艺研发”(项目编号:2021K-219)。

  7. 绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院横向项目“抗紫外防电磁辐射粘合胶水技术开发”(项目编号:2021KJ-403)。

  (2) 代表性论文

  [1] Endong Jia a, Hailin Lu a, b, *, Guangshen Xu a, *, Bowen Xue a, Changkai Wang a, Guiquan Chai a, Huiyun Yang a, Jianhui Li c. Polyvinyl alcohol/polyethylene glycol composite hydrogel parceling on aluminum: Toward more robust micro-arc oxidation coatings [J]. Ceramics International, 2023, DOI: 10.1016/j.ceramint.2022.12.184. ( Impact Factor: 5.532, 中科院一区, TOP)

  [2] Guiquan Chai a, Hailin Lu a, b, *, Bowen Xue a, Endong Jia a, Huiyun Yang a, Changkai Wang a. Effect of liquid crystal polymer micro-bump structure prepared by mesh method on the frictional corrosion performance of micro-arc oxide coated pure aluminum disks[J]. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, 446, DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128748. ( Impact Factor: 4.865, 中科院一区,TOP)

  [3] Changkai Wang a, Hailin Lu a, b, *, Huiyun Yang a, Bowen Xue a, Endong Jia a and Guiquan Chai a. The effect of adding polyethylene glycol to electrolyte solution on micro-arc oxidation coating on pure aluminum[J]. Applied Surface Science, 2022, 599, 154047. (Impact Factor: 7.392, 中科院一区,TOP)

  [4] Feng Hu a, Hailin Lu a, c, *, Changlei Wu a, Guangshen Xu a, Zhonglei Shao b, * and Li Gao d, *. Effects of pressure on the cross-linking behavior of hyaluronic acid-functionalized boric acid cross-linked poly(vinyl alcohol) hydrogels[J]. POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES, 2022, 33(4223-4232). (Impact Factor: 3.348)

  [5] Zishuo Ye a, Hailin Lu a, *, Endong Jia a, Jian Chen a and Lifeng Fu b, *. Organic solvents enhance polyvinyl alcohol/polyethylene glycol self-healing hydrogels for artificial cartilage[J]. POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES, 2022, DOI: 10.1002/pat.5799. (Impact Factor: 3.348)

  [6] Bowen Xue a, He Lin a, *, Guiquan Chai a, Changkai Wang a, Huiyun Yang a, Hailin Lu a, b, *. Micro-arc oxidation enhances the wear resistance and corrosion resistance of oil-water separating mesh [J]. Journal of materials science, 2022, 292. (Impact Factor:4.682)

  [7] Bowen Xue a, Hailin Lu a,, *, Endong Jia a, Guiquan Chai a, Changkai Wang a, He Lin a and Xuewei Fang b, *. Underwater superoleophobicity of poly(vinyl alcohol) gel-coated/micro-arc oxidized Al mesh for oil-water separation [J]. Materials Chemistry and Physics, 2022, DOI: 10.1007/s10853-022-07707-6. (Impact Factor:4.778)

  [8] Fang J, Zhang C, Tu N, et al. Thermal characteristics and thermal stress analysis of a superheated water/steam solar cavity receiver under non-uniform concentrated solar irradiation[J]. Applied Thermal Engineering, 2021, 183: 116234.

  [9] Fang J, Zhang C, Tu N, et al. Numerical investigation on heat transfer and thermoelastic stress in a solar cavity receiver[J]. Applied Thermal Engineering, 2021, 198: 117430

  [10] Tu N, Fang J, Wan Z, et al. Effects of the superheater layout on the thermal performance of a central cavity receiver[J]. Applied Thermal Engineering, 2019, 158: 113784.

  [11] Tu N, Wei J, Fang J. Numerical investigation on uniformity of heat flux for semi-gray surfaces inside a solar cavity receiver[J]. Solar Energy, 2015, 112: 128-143.

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