研究生学院第172期“材料创新应用”主题科技论坛活动于2024年4月23日，在湖西校区7教7716教室开办。参加本次论坛的同学为2023级研究生，本次主讲的11位同学分别为：黄喜明，李泓汐，李俊辉，梁斌斌，刘龙波，石家乐，席丽君，杨以旭，袁华兵，张志鹏，赵创佳。

01黄喜明——无人机三维重建

Nerf是一种神经网络方法，重建精度高，但运算量大，重建速度较慢，适用于影视特效、虚拟现实、游戏开发等领域。3d gaussian splatting是种基于高斯分布的点云重建算法，重建速度快，精度略低，适用于需要快速生成平滑无噪点模型的应用场景。倾斜摄影是通过航拍获取的三维数据，重建速度快，精度高，适用于航拍测绘、城市规划、文物保护等领域。云端建模：优点：操作简单，建模速度快，设备配置要求低，随时在线查看。缺点：建模价格偏高。而且存在许多问题，例如水面建模空洞，水面无法建模，且存在违规风险，无人机操控员需要安全操控理论培训合格证和长春市均为限飞区，飞行计划需要提前报备等批准。

02李泓汐——城市道路和桥梁结构健康监测与维护

随着城市化进程不断加快，城市交通基础设施建设和维护已成为保证城市正常运行和居民正常生活的关键因素。城市道路和桥梁是城市交通系统的重要组成部分，其结构健康直接关系到交通安全和城市发展。城市道路和桥梁是城市交通网络的关键组成部分，对保障城市居民出行、促进经济发展有着不可替代的作用。随着城市规模不断扩大和车流量的增加，道路和桥梁结构面临着更大的压力和挑战。因此，及时、有效的结构健康监测与维护显得尤为重要。在城市道路和桥梁结构健康监测中，传感器技术发挥着关键作用。各类先进的传感器，如应变传感器和加速度计等被广泛应用于结构参数的实时监测。这些传感器能够实时感知结构变形、裂缝、振动等变化，为维护工作提供数据支持。在城市基础设施监测中，遥感技术发挥着重要作用，尤其是在对城市道路和桥梁结构的全面监测中，可利用卫星和飞机拍摄高分辨率图像。

03李俊辉——低吸热路面

沥青路面由于其良好的行车舒适性和维修方便性，已经发展成为道路铺装的主要形式。沥青路面传热的主要方式有：热辐射、热对流和热传导。其中，热对流和热辐射传热常发生在路面，而热传导过程主要发生在路面结构中，热量由高温处向低温处转换的现象。根据传热学基本原理，降低沥青路面温度的策略主要分为三类：1）降低路面吸热量；2）转化路面内部热量；3）加速路面热量释放。目前还未提出针对热反射涂层降温性能的标准评价方法。因此未来研究可注重于室内标准降温性能测试方法的建立以及室内降温效果与室外降温效果的转换关系的确定，以通过室内试验预测室外的降温效果。

04梁斌斌——污泥破解方式

剩余污泥是处理污水时的副产品，产量巨大，我国市政污泥已超过6000万t且逐年增长，其中含有丰富的有机物和营养元素，资源化利用可减轻环境危害并带来经济效益，预处理是提高剩余污泥资源化利用效率的关键步骤。通过单因素试验和联合处理的对比研究，探究超声波、热水解、表面活性剂和酶处理等不同预处理方式对剩余污破解率的影响，旨在找到最佳的预处理方式。创新点有以下三点：1、比较不同预处理方式以此确定最佳预处理方式。2、利用光学显微镜观察破解前后污泥的形貌变化，利用激光粒度分析仪测定污泥的粒度变化。3、超声波与表面活性剂联合处理具有协同作用，破解效果优于单独预处理。

05刘龙波——除冰雪路面

冬季气温过低致使雨水在路表凝结成冰，积雪亦会在行车作用下被压实覆盖在道路表面，导致路表摩擦系数降低，汽车轮胎与路表附着力不足而使车轮容易打滑，极大影响道路的行车畅通和安全。中国目前广泛使用的道路除冰雪方法，大多是根据天气预警准备相应的除冰雪设备、融雪剂、除冰盐，主要依靠人工及机械清除冰雪。传统的除冰雪方法不仅耗费高，而且效率低，难以快速恢复交通，目前还没有长期有效的除冰雪沥青路面技术，除冰雪新材料的种类也不够丰富。根据中国除冰雪沥青路面技术现状，提出以下建议：1.大力发展、研究环保无害型融冰雪材料，减少融雪剂使用造成的危害。2.研究蓄盐材料盐分析出可控技术，从温度方面着手，实现夏天不析出盐分、冬天则加快析出速度，兼顾融冰雪效率和长期使用性能之间的平衡。

06石家乐——反光路面

沥青路面作为一种黑色路面，其反光性能较差，尤其是在夜间的可视性较差，影响行车安全。混凝土路面反光性能主要通过路面涂料和路面材料的改良来提升。1.在涂料方面，常用的反光涂料有玻璃珠反光漆、反光膜和发光漆等，这些反光材料的反光效果较好，但是使用寿命较短，需要经常维护和更换。2.在材料方面，针对混凝土路面的反光性能，可以采用添加反光骨料和改变混凝土配合比等方式来提升。目前，我国提高路面反光性能的措施主要是采用喷洒或涂抹反光性材料，但喷洒反光涂料具有明显的局限性。一方面，从经济角度考虑，反光材料不适宜大面积喷洒;另一方面，反光图层长期暴露在自然条件下，受车辆荷载、自然和认为因素的反复作用，易出现脱落和被污染物覆盖的现象，造成路面放光能力下降。可利用一些特殊结构保护反光层，如近在路两侧震荡标线的非突起处设置反射效果较好的强反射涂层。

07席丽君——消能减震技术在结构抗震加固中的研究与应用进展

传统的抗震加固措施主要是针对主体结构的刚度与强度进行加强，同时保证延性在一定的合理范围内，达到“三水准、两阶段”的设计目标。消能减震技术采取为结构提供附加阻尼的思想，将结构中非承重构件替换为消能杆件，或在结构薄弱位置增加消能装置，通过杆件或消能器产生摩擦、弹塑性变形或黏弹性变形来耗能，以达到减震目的。摩擦型阻尼器通过滑动元件之间的摩擦进行耗能，具有较好的库伦特性和较大的附加阻尼，其滞回曲线趋于矩形，耗能效果良好。金属阻尼器利用软钢屈服后的塑性变形来耗能，其滞回性能稳定，低周疲劳性能好，对环境和温度的适应性强。在黏弹性阻尼器主要由黏弹性材料和约束钢板组成，其通过黏弹性材料的剪切变形来耗能，中间的黏弹性材料是一种高分子聚合物，具有弹簧和流体阻尼的双重特性。

08杨以旭——轨道车辆电气柜任意长度配线连续切割机

轨道车辆成为了目前交通出行的主要工具之一，为了确保轨道车辆安全稳定运行，应该选择合理的电气控制柜工艺布线电气柜生产技术指标要符合规范及设计要求，并按照规定的产品执行标准来生产。所有的元器件和技术参数需符合国家标准GB7251设计要求——不同型号电气柜需要不同体系的配线长度为了满足相应的接线要求，需要相应要求的配线生产本项目拟采用STM32单片机与SD卡读取技术实现在计算机中对电气柜配线长度数据的设定与传输，利用编码电机和舵机实现对电气柜配线的任意长度切割。通过计算机Excel数据表格设定任意长度数据，任意长度连续切割模式，使我们产品功能更适用于轨道车辆电气柜配线的生产。相比普通的自动线切割机，本项目的产品可以使轨道车辆电气柜配线的生产更加高效。

09袁华兵——除 冰 盐 路 面

一般混凝土pH值为13左右，钢筋表面有较稳定的Fe2O3钝化膜。在氯离子存在的条件下混凝土碱度变化导致钝化膜的破坏。在氯离子存在的条件下混凝土碱度变化导致钝化膜的破坏。[CL-]/[OH]值可用作判定介质侵蚀性的指标这个比值越高 则钢筋受侵蚀的危险性越大。氯离子的扩散系数也不同。混凝土含碱量越高孔溶液OH－浓度越大碳化后沉积的碳酸钙溶解度减小,即孔溶液中Ca2＋浓度减小补充Ca2＋浓度的Ca(OH)2晶体易溶解加速混凝土碳化即混凝土含碱量越高碳化速度越快。除冰盐的吸湿作用和饱水作用大大增加了混凝土饱水程度和饱水时间。由于盐的吸湿性和饱水性当使用除冰盐时含盐混凝土中的初始饱水度明显比不加入除冰盐的高。因此混凝土受冻时使用除冰盐的混凝土比无除冰盐混凝土内部产生高出几倍甚至几十倍的结冰压力。

10张志鹏——绿色低碳发展下探讨污水处理技术的优化

所谓碳中和（Carbon neutrality），是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过植树造林、节能减排等形式全部抵销，实现“零排放”。通过开源实现能量自给，是从根本上解决绿色低碳发展问题。通过优化污水处理工艺，回收有机物能量，利用沼气热联发电，可实现碳中和。总的来说，污水处理行业实现碳中和是一项长期的系统性工程。在这个过程中，需要政府相关部门和企业全面升级管理运营模式，从管理驱动升级为数据驱动，构建全新的数字化管理新模式，实现整个运营模式的智慧化升级。仅仅站在污水处理厂行业角度，需要从“用户控制-源头分离-管网收纳-净化处理”全流程进行系统性规划。从根本上解决这一问题，需要我们跳出污水处理行业，站在生态文明建设、城乡融合发展、污水资源化、能量自给、环境友好等更多层面综合考量，需要从“点-线-面-体”不同层次进行顶层规划、系统设计和统筹安排。

11赵创佳——东北地区黑土地退化

基于我国黑土区耕地质量现状，今后应注重：保护性耕作+障碍因素消减+地力培肥，通过对东北黑土地的耕地质量进行评价发现，分布区域不同，耕地质量情况各不相同。自然原因和生态变化导致黑土层变薄。东北黑土区坡耕地较多，主要采用顺坡种植，坡面较长，雨后极易形成地表径流，夏季暴雨冲刷，带来土壤流失；春季干旱少多风，一场大风就能把地表浮土刮去一层，土壤风蚀严重。小型农业机械浅层次作业，由于整地深度浅，导致犁底层抬高上移，耕层土壤易被农业机械压紧实，土壤团粒结构被破坏、孔隙度下降、通气和透水能力降低、土质硬化、蓄水保墒能力下降、缓冲性减弱，土壤的这些物理性状被破坏后，易造成土壤板结；犁底层通透性差，耕层易形成地表径流，造成水土流失，农作物根系难以利用土壤深层水分和养分，降低了对土壤、水、肥、气、热的协调能力。