spContent=《材料科学前沿进展》主要服务于功能材料、新能源材料与器件及材料类相关专业本科生学习。课程以立德树人为根本,吸取人类文明发展的优秀成果,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。通过本课程的学习,学生将了解材料学领域的新进展、新观点、新概念,掌握先进材料的发展动向,为后续专业课程的学习奠定基础。
《材料科学前沿进展》主要服务于功能材料、新能源材料与器件及材料类相关专业本科生学习。课程以立德树人为根本,吸取人类文明发展的优秀成果,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。通过本课程的学习,学生将了解材料学领域的新进展、新观点、新概念,掌握先进材料的发展动向,为后续专业课程的学习奠定基础。
—— 课程团队
课程概述
《材料科学前沿进展》是材料学专业基础课程之一。通过本课程学习,学生将了解材料科学与人类社会文明发展的关系;新材料的概况、制备生产技术及应用;材料科学的未来及发展方向;材料科学研究的先进科技手段及相关设备,了解全球当前科技发展状况。课程主要培养学生对先进材料的创新设计、制造和应用,着力提高学生解决复杂工程问题的能力,强化工程伦理意识与职业道德,培养学生精益求精的科学态度。
授课目标
本课程主要服务于功能材料、新能源材料与器件及材料类相关专业本科生学习,前置课程有无机及分析化学、物理化学、大学物理等。本课程落实立德树人根本任务,将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体,培养德智体美劳全面发展的社会主义接班人和建设者,激发学生科技报国。
课程大纲
材料创新助力奥运赛场 以2022北京冬奥会为例
01 科技冬奥会
02 冬奥会材料
03 一起向未来
材料创新助力奥运赛场 以2024奥运会为例
01 光辉历程:从2024奥运高光时刻看理念变迁
02 绿色革新:奥运会材料创新与可持续性实践
03 创新启示:2024奥运材料革新与思维培养
年味中的材料
01 新年前奏:岁末欢歌,新禧奏响
02 准备过年:年味渐浓,喜盈满门
03 新年到:祥龙献瑞,福满人间
04 走亲访友:龙舞传情,亲友共聚
微能源、巨能量
01 摩擦纳米发电机的简介
02 摩擦纳米发电机的应用(一)
03 摩擦纳米发电机的应用(二)
04 实验室研究与创新精神
奇妙的纳米世界
01 纳米及相关概念
02 纳米材料的特性
03 纳米材料的应用
04 纳米材料的前沿方向及创新思维
新绿色“塑料”
01 双碳目标
02 纤维素概述
03 纤维素制备
04 纤维素应用
百变石墨烯
01 石墨烯的简介
02 结构和特性
03 制备与鉴定
04 应用研究
05 总结与展望
“可盐可甜”的功能高分子水凝胶
01 水凝胶概述
02 水凝胶制备
03 水凝胶应用
04 水凝胶研究进展
“将梦想照进现实”的3D打印
01 3D打印简介
02 3D打印分类
03 3D打印应用
04 4D打印简介
神奇的“孤单”之单原子催化剂
01 单原子催化剂简介
02 合成与设计
03 表征手段
04 应用研究
二次金属离子电池
01 电池概述
02 锂离子电池
03 多价金属离子电池
04 镁离子电池
高效析氧电催化材料进展
01 研究意义
02 研究基础
03 催化剂的分类
04 催化剂的设计思路
诺贝尔奖与改变世界的新材料
01 诺奖殿堂:百年历程与智慧突破
02 科学飞跃:材料创新与诺奖见证
03 诺奖启迪:创新探索与构筑未来
从“中国科学十大进展”看材料科学的崛起与未来
01 材料创新:驱动社会,十大进展领航
02 材料崛起:国家战略,铸就进展基石
03 材料未来:交叉融合,描绘进展蓝图
材料Plus时代:技术革新与学科交叉的双重驱动
01 材料Plus:启新序曲
02 AI赋能:如虎添翼
03 材聚跨界:智领未来
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预备知识
参考资料
参考书籍:
1)田永君、曹茂盛、曹传宝著,《先进材料导论》,哈尔滨工业大学出版社,2017版;
2)刘昌胜等编,《纳米生物材料》,科学出版社,2021版;
3)朱美芳、周哲等著,《中国战略性新兴产业——新材料高性能纤维》,中国铁道出版社,2017版;
4)潘金生、田民波、仝健民编,《材料科学基础》,清华大学出版社,2011版;
5)林建华、荆西平编,《无机材料化学》,北京大学出版社,2006版;
6)李祥高、王世荣编,《有机光电功能材料》,化学工业出版社,2012版;
7)王中林著,《纳米摩擦发电机》,科学出版社,2020版;
8)张兴祥、耿宏章著,《碳纳米管石墨烯纤维及薄膜》,科学出版社,2020版.