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1. 课程信息

课程代码 YT151006
课题名称(中文) 神奇的纤维
课题名称(英文) Magic Fibers
开课学院 纺织与服装工程学院
课程照片
课程简介 大自然的纤维材料改变了人类生活,在人与纤维的交流中,纤维从原始的初始态,一路走向了现代纤维材料。在现代科技高度发达的今天,人类技术也在改变着纤维材料原有的功能,并进入了人工设计与组装的时代。
本课程将从天然纤维开始,立足纤维素类和蛋白质类纤维的改性、再生与应用,通过有用功能介质对纤维的巧妙导入与设计,实现纤维材料的功能化,涉及前沿的纳米材料设计与制备。
课程涉及超细纤维、纳米纤维、碳纤维等的性能与应用,涉及功能纤维、高性能纤维、工程纤维、特种纤维材料的性能与应用,涉及纺织服装工程、环境工程、建筑工程等一系列领域。
本课程与专业课程的区别在于:通过课程研讨,一方面让学生了解熟悉纤维的普遍性存在,在此基础上,通过课堂互动,结合现代技术,使学生对纤维的发明与应用产生兴趣,并形成自主设计开发的冲动。
学分 2
学时 36
教师介绍 陈宇岳,男,日本国立信州大学生物机能工学博士,浙江大学动物科学学院博士后。www.优德88.cpm 纺织与服装学院教授、博士生导师。《丝绸》常务编委、《纺织学报》编委、《纺织导报》编委、《蚕业科学》编委。
  承担了“863”国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金、国家科技部、国家发改委、国家教育部、江苏省重大成果转化项目及省市厅级科研项目十多项,取得三十多项国家发明专利授权,在国内外专业杂志发表学术论文三百多篇,其主要研究成果及发明专利已成功进行了产业化转化,在其它天然纤维研究及纳米材料的自主研究开发中也获得突破,其研究内容涉及生物技术、环境保护工程、特种功能材料。
  作为第一完成人,曾获省部级科技成果一等奖一项,二等奖二项,曾获香港桑麻基金纺织科技二等奖、江苏省有突出贡献中青年专家、江苏省“红杉树”园丁奖金奖、全国大学生“挑战杯”科技竞赛园丁奖、江苏省师德模范、江苏省“青年科学家”提名奖、江苏省"333 "首批中青年科学技术带头人、江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人、苏州市十大杰出青年等荣誉和称号。
  培养了多名博士生和几十名硕士研究生,指导的大学生科技成果二次获全国大学生“挑战杯”最高奖。
教师照片
教师邮箱 chenyy@suda.edu.cn
开课学期 秋季 春季
每班授课人数 30
秋季学期 预设开课校区及班级数
天赐庄校区:1个班
独墅湖校区:1个班
阳澄湖校区:1个班
春季学期 预设开课校区及班级数
天赐庄校区:1个班
独墅湖校区:1个班
阳澄湖校区:1个班
选课学生要求 工科类各专业




2. 课程主讲人信息


姓名 陈宇岳
性别
职称 教授
工作部门 纺织工程系
办公电话 67487152
邮件 chenyy@suda.edu.cn
照片陈宇岳,男,日本国立信州大学生物机能工学博士。www.优德88.cpm 纺织与服装学院教授、博士生导师。《丝绸》常务编委、《纺织学报》编委、《纺织导报》编委、《蚕业科学》编委。
承担了“863”国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金、国家科技部、国家发改委、国家教育部、江苏省重大成果转化项目及省市厅级科研项目十多项,取得三十多项国家发明专利授权,在国内外专业杂志发表学术论文三百多篇,其主要研究成果及发明专利已成功进行了产业化转化,在其它天然纤维研究及纳米材料的自主研究开发中也获得突破,其研究内容涉及生物技术、环境保护工程、特种功能材料。
作为第一完成人,曾获省部级科技成果一等奖一项,二等奖二项,曾获香港桑麻基金纺织科技二等奖、江苏省有突出贡献中青年专家、江苏省“红杉树”园丁奖金奖、全国大学生“挑战杯”科技竞赛园丁奖、江苏省师德模范、江苏省“青年科学家”提名奖、江苏省"333 "首批中青年科学技术带头人、江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人、苏州市十大杰出青年等荣誉和称号。
培养了多名博士生和几十名硕士研究生,指导的大学生科技成果二次获全国大学生“挑战杯”最高奖。




3. 研讨课设计

课程设计
Topic1纤维初识

1、什么是纤维?
2、人与纤维
  人类从保护自己、美化自己的过程中认识了来自大自然的纤维,并由此推进了人类文明的进步。
3、来自大自然的纤维
  大自然中的纤维无处不在,采用天然纤维进行巧妙组合,可以制备各种不同风格的纤维制品,并由此改变了人类的生活。
4、纤维与纺织
  纤维组合的技术和方法不同可以生成不同风格的产品,由此,形成了传统意义上的纺织产业。
5、纺织与纤维密切相关,但现代纺织与传统纺织因纤维应用领域的不断发展,在内涵上已发生了根本的改变。
问题:(1)什么是纤维?(2)你有没有采用纤维状的材料,构建过有意义的活动?(可以任意想象,包括儿童游戏)
Topic2天然纤维

1、常用天然纤维的分类
(1)分类
(2)结构
(3)性能或功能
(4)应用
2、人类对天然纤维的梦想
3、现代技术对天然纤维的影响
4、由梦想产生出了现代化学纤维

本主题目标:了解我们身边的纤维,培养学生好奇。
问题:(1)找找我们身边的纤维;
   (2)植物中有大量的纤维,有什么作用呢?
   (3)农村中建房子时,为何要用草浆?
Topic3化学纤维(1)再生纤维

由人的梦想,产生出了人的创造动力,由此现代科技将人类带进了纤维的发明时代。
  对于天然纤维,人类产生了仿制的欲望,这一思路来自科学家对动物丝的好奇,蚕是最有代表性的被人类关注的对象。由此产生了化学纤维——再生纤维。
 1、再生纤维的分类
 2、再生纤维的应用
 3、再生纤维和环境
 4、现代新型再生纤维

本主题目标:培养学生了解科学家们创造的原始思路。
问题:
(1)我们已知道了二种或二种以上材料的各自性能,但我们无法从单一材料上获得二种以上各种材料的优势性能,您有什么简单想法,使您制备的新材料具有多种单一材料的性能?
(2)动物(蚕与蜘蛛)的腺体喷丝成为天然蛋白质纤维,对您有何启示?
(3)为什么蚕丝具有优雅的光泽?
(4)蚕吐丝结成茧,从工程学角度来看,可以对我们有什么启示?
(5)举例我们身边由模仿而产生的发明。
Topic4化学纤维(2)合成纤维

石油、煤炭是人类不可缺少的能源,现代技术可以将其进行提炼和合成,形成纯粹的化学高分子,这种化学高分子改变了人类的生活,其中仿制再生纤维是其中的一项重要内容,由此产生了现代合成纤维。
1、合成纤维的分类
2、第一代合成纤维——异形化
3、第二代合成纤维——超细化
4、第三代合成纤维——功能化

本主题目标:引入案例,了解我们身边的纤维来源和创新的思路。
问题:(1)找找我们身边由同一种材料制成,但因形状不同,而使其功能不同的东西。
   (2)沥青中如果混入少量纤维,会对沥青建成的路面有什么作用?
Topic5合成纤维:功能纤维

1、人类对纤维功能化的要求
2、纤维成型中的神奇添加物——纳米材料
3、功能特点
4、适用领域
5、百态科技造就了新的技术领域——纳米科技
6、从纤维功能化到环境清洁化工程材料
7、从梦想到导电纤维、发光纤维

本主题目标:了解我们身边的纤维,二个诺贝尔奖科学家的猜想、发现与曲折。
问题:您能想一下,在日常生活中,您突然希望某件物品要是有一种你希望的功能的话,就能改变您的生活品质,举例之。
Topic6化学纤维与纳米材料

现代科技中的一个重要内容就是纳米材料,纳米材料已进入了我们生活。
1、纳米材料的特点
2、功能上的优势
3、纳米材料引入合成纤维的思想来源——功能化
4、合成纤维功能化对人类的影响
5、纳米纤维的问世——静电纺丝
6、静电纺丝的尺寸与功能


本主题目标:引入案例,了解纳米材料对我们的影响,培养学生现代前沿技术的兴趣。
问题:材料的小尺寸化会改变原来的功能,我们日常生活中,有这样的案例吗?
Topic7天然纤维功能化

天然纤维的功能化及高性能化研究或产业升级一直没有有效获得突破,主要原因在于天然纤维作为已成形的纤维资源,在进一步功能化改性中,在技术上一直无法达到化学纤维的技术高度,这其中的一个主要原因在于天然纤维和化学纤维不同,作为自然界的生成物,难于进行人工设计与合成。
1、天然纤维与人体的友好性能与保护
2、功能化的难处
3、纳米技术的功能化组装
4、天然纤维的功能化

本主题目标:引入案例,了解纳米材料对我们的影响,培养学生现代前沿技术的兴趣。
问题:(1)您希望您所穿的服装有什么功能呢?
   (2)如果在对产品进行功能设计过程中,要牺牲产品的某些原有的特性,你将如何选择?
Topic8天然纤维的保护与功能化修饰

天然纤维保护的依据:与人类一样都是大自然的产物,所以天然纤维对人体具有天然的友好性。
1、天然纤维与人体的友好性描述
2、天然纤维传统功能化制备过程中表面修饰的困惑
3、纳米技术在天然纤维内部原位生成的特点
4、功能化组装后的优势
4、天然纤维的功能化、多样化

本主题目标:引入案例,了解纳米材料对我们的影响,培养学生对大自然中常见的产物兴趣。
问题:找找我们生活中,因环境因素的改变而使其材料结构发生改变的案例。
Topic9天然纤维素的蛋白质修饰

在天然纤维的研究中,真丝被研究得很深入和彻底,甚至改变了一个国家——日本。
日本是一个资源贫乏的国家,丝绸产业曾经带动了整个国家的经济,由于产业的发展,也促进了日本丝绸研究进入了兴旺时期,也促进了日本产业的进一步发展——精细化加工、具有生物色彩的多层次产业。
1、对蚕丝的新认识
2、蚕丝蛋白在生物材料中的应用
3、与人体蛋白结构的相似性
4、真丝有了“纤维皇后”的美誉,并且代表了东方文明
5、天然纤维素的蛋白质修饰的原因
6、现代修饰技术的可行性及案例

本主题目标:引入案例,了解蛋白质材料对我们的作用,培养学生对纤维生物材料的兴趣。
问题:(1)我们日常生活中还有哪些蛋白质纤维?
   (2)为何很多化妆品中要添加蛋白质?有什么作用呢?
Topic10真丝纤维的功能化

真丝纤维产生弹性,是纤维材料科学家的一个梦想,来自我们身边的科技团队解决了这一难题。思想来源、思路、方法和手段。
1、纤维内能的积聚与释放
2、真丝纤维原纤间超分子结构的重组-超分子改造技术——来自诺贝尔奖得主的思想
3、功能特点:第一代产品、第二代产品、第三代产品     
4、产品特点与风格


本主题目标:引入案例,我们身边的技术,培养学生对科技创新的兴趣。
问题:(1)纤维状材料经加捻后,力学性能会发生怎样改变?举例之;
   (2)加捻后的纤维,如果再进行膨松会产生怎样的结果?
Topic11特种功能纤维

纤维材料在功能上的突破,也使纤维材料走出了传统的纺织产业,由此也带来了新的技术革命。
1、高强纤维
2、导电纤维
3、重金属吸附纤维
4、染料污染物吸附纤维
5、吸油纤维


本主题目标:引入案例,我们身边的技术,培养学生对科技创新的兴趣。
问题:(1)科技的发展对环境带来了一定的负面影响,你看到过哪些纤维材料用于环境保护的?
   (2)土壤被重金属污染后,你能设计一种修复的方法吗?
Topic12课程总结

现代纺织技术已完全突破了传统的技术框架,它与现代纤维技术有着密切的关联性;
现代纤维研究技术已成为二十一世纪生物技术研究的一个分支;
现代纤维研究技术正在 “回归自然”,并正在进行一场“绿色革命”,天然纤维正在担当起这一历史重任;
要用战略的眼光和现代科技提升纤维研究技术,只有这样,纺织产品才能更加满足人们日益丰富的需求。


课程师生研讨,评估。