纤维增强混凝土的宏观力学性能与纤维/基体的界面结合密切相关。本文通过分子动力学模拟, 研究氧化石墨烯(GO)对聚乙烯醇纤维(PVA)/基体界面结合的影响。结果表明, 当GO与PVA纤维以共价键连接时, PVA纤维从混凝土中被拉出所需的拉力最大, GO的存在能提升纤维与基体的界面黏结性能。混凝土基体与GO主要以钙氧键和氢键连接, 其中钙氧键数量多且化学键强度高。但GO与PVA纤维物理连接时, GO与PVA纤维仅依靠强度较弱的氢键连接, 对界面的黏结性能带来负面作用。此外, GO受到更多离子键和氢键的束缚, 原子平移运动减少, 与基体的界面黏结性能提高。

为揭示混掺纤维对应变硬化水泥基复合材料力学性能和变形行为的影响规律，研究了玄武岩-聚乙烯醇(PVA)纤维应变硬化水泥基复合材料的抗拉、抗压性能及压应变演化特征。设计了纤维掺量为材料体积分数的2%，玄武岩纤维和PVA纤维掺量比分别为3:1、1:1和1:3，同时控制粉煤灰与水泥掺量的比值(FA/C)分别为1.2、1.5和2.0。对不同粉煤灰掺量的混掺纤维应变硬化水泥基复合材料进行直接拉伸和抗压实验，利用数字图像相关技术(DIC)对试样压缩过程中的水平、竖向应变演化及裂缝开展进行了分析。结果表明：混掺纤维试样的抗压强度要明显高于单掺纤维试样的抗压强度，表明混掺纤维能够有效改善材料的抗压强度；在FA/C(粉煤灰与水泥掺量的比值)为1.2和1.5时，最佳纤维类型为B0.5P1.5(玄武岩纤维体积分数0.5%，PVA纤维体积分数1.5%)，FA/C为2.0时，最佳纤维类型为B1P1，即粉煤灰掺量不同，材料最佳纤维类型也不同，表明粉煤灰掺量影响最佳纤维类型；在混掺纤维试样中，玄武岩纤维主要起提高材料强度的作用，但其对材料的延性发展不利，而PVA纤维的掺入能够有效改善材料的延性，混掺纤维使材料的力学性能更加优越；同时DIC技术可以有效表征材料应变演化及裂缝形成和扩展过程，为研究受力过程中材料损伤和裂缝演化提供一种有效手段。

混凝土材料在实际服役阶段常常受到力学和环境因素的耦合作用，因“湿-热-化学-力”复杂应力使其内部较易产生微裂缝，有利于水分及腐蚀性离子的侵入，从而加速了钢筋混凝土结构耐久性劣化过程。为了延缓严酷环境下混凝土力学及耐久性能劣化过程，目前学者们通过微生物矿化技术对混凝土裂缝自愈合机理展开了大量研究。基于混凝土自愈合机理，针对微生物愈合的实现方式及其对耐久性的影响，对矿化作用下水泥基材料微生物自愈合研究进行了总结和讨论，最后综述了不同类型微生物诱导碳酸钙沉淀技术在水泥基材料中的应用。

采用凝聚炸药爆轰和气相爆轰分别制备碳包铜纳米颗粒,并利用XRD,Raman和TEM等方法对合成纳米产物进行对比分析。其中凝聚炸药爆轰法以柠檬酸铜干凝胶、油酸和黑索金为原料按照一定比例配成爆炸源,在氮气的保护氛围中引爆; 而气相爆轰法以乙酰丙酮铜为原料,分别以H2和O2,H2和空气为爆炸源,在负氧条件下引爆。通过XRD,Raman和TEM分析结果表明,两类爆轰法均可得到分散性良好的碳包覆铜纳米颗粒,碳壳石墨化程度较高。气相爆轰可以合成10 nm以下的纳米晶粒,而凝聚炸药爆轰合成的晶粒尺寸在20~40 nm,且存在较多空壳结构; 气相爆轰产物其碳壳尺寸在2~3 nm,凝聚炸药爆轰产物其碳壳尺寸在2~5 nm。

应用显微FTIR技术原位分析雌性Hartley豚鼠随月龄增加胫骨关节软骨下骨的化学变化。 红外光谱测定三种月龄(1月、 2月和3月)豚鼠软骨下3个不同吸收颜色的骨小梁区(a, b, c)和中央骨髓区(d)。 结果显示: (1)随月龄增加, 骨小梁总面积增加, 与正常骨小梁谱图相似的a区减少, d区波形有逐渐向a区发展的趋势。 (2)2月龄和3月龄的b和c区AmideⅢ红移以c区红移显著并且变成肩峰, 代表核酸和多糖的吸收峰峰强是a区的7倍。 (3)三种月龄的c区均出现了β型糖苷键吸收峰。 (4)IAmideⅠ/IAmideⅡ在2月b区最大, 3月各区最小, IAmideⅢ/IAmideⅡ 在 2月、 3月由a到c依次降低, IνsPO-2/IAmideⅡ在2月、 3月的b和c区较相应a区高7倍以上。 结果符合骨关节炎不同阶段软骨下骨的组织结构及化学组成的变化规律。 初步研究表明, 显微光谱成像技术结合FTIR可原位分析不同区域的软骨下骨小梁和骨髓的分子组成, 为骨关节炎软骨下骨组织病理学的分子水平研究提供了可靠信息。

应用显微傅里叶变换红外光谱技术原位分析雌性Hartley豚鼠胫骨关节软骨的化学组成。 红外光谱测定包含三种月龄(1月、 2月和3月)和3个软骨层次(表层、 中层和深层)。 结果表明, 随着月龄的增加, 表层和中层FTIR光谱的主要吸收峰峰位红移, 深层吸收峰先红移后蓝移。 软骨中胶原蛋白、 核酸和蛋白多糖的红外光谱具有如下特征: 峰强比I1 657/I1 548, I1 074/I1 548和I1 074/I1 237在软骨表层和中层随月龄递降, 而在软骨深层2月龄的比值最低。 结果符合关节软骨在不同退变阶段化学成分的变化规律, 且显微光谱成像技术转化的各月龄胫骨平台二维图像高度符合相应的病理描述。 初步研究显示, 显微FTIR技术可原位分析不同层次软骨组织的分子组成, 能为研究软骨疾病的发病机理提供可靠信息。