上海交通大学：《材料美学》课程教学资源（课件讲义）自然界的材料美学和启示（宁月生）

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 《材料美学》 大自然的材料美学 和启示 宁月生 强 材料科学与工程学院 N Email:ysning@sjtu.edu.cn 本课件主要改编自刘庆雷老师“大自然的美丽结构

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上游充通大兽 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY “材料美学”课程内容安排 国 导论 自然界的材料美 © “视觉美” “性能美” ©学生演讲

“材料美学”课程内容安排 导论 自然界的材料美 “视觉美” “性能美” 学生演讲

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 引言：材料结构之美 材料定义 ·广义：构成一个物体的化学物质或其混合物 ·狭义（一般材料学科所研究的对象)：固体（或含有固 体成分)物质，如金属，陶瓷，塑料等。 固体的特征：有相对固定的结构。 结构的本质：有序。 结构 加工 性能 材料学科的框架图 服役

引言：材料结构之美 材料定义 • 广义：构成一个物体的化学物质或其混合物 • 狭义（一般材料学科所研究的对象）：固体（或含有固 体成分）物质，如金属，陶瓷，塑料等。 固体的特征：有相对固定的结构。 结构的本质：有序。 材料学科的框架图 服役 加工 结构 性能

上浒充通大学 典型结构 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 太阳系 银河系结构示意图 梅花鹿结构分解图 梅花鹿的营养价值 我分分片格品品 器 器品出 www..nipic.com” TOYOTA 华铃丰田售后服务部组织结构图 TnT闪九月TT贝巾Π T九九 眼家日平怜本霄销等装本有华流司

典型结构

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 结构的作用 连结作用 ■支撑作用 ■成效作用 讨论：“结构” 还有什么作用？

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上游充通大粤 晶体结构：七大晶系与典型矿物 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY X 三斜 森宝实验富 斜方 室实留 下行央（尚品1央） B>90 X 单斜 空脸皇 三方 六方 珠宝实验 极短的柱面 等轴 床宝实置 正交 珠宝实验室 珠宝

晶体结构：七大晶系与典型矿物 三斜 斜方 单斜 三方 六方 正交 等轴

上游充通大学 内在一致与外在缤纷的呈现 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 石榴石 石榴石 闪锌 比珠宝实验室 园年收珠宝实验室 肤宝实验 :5:珠宝实验室

内在一致与外在缤纷的呈现

上游充通大粤 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 晶体结构：抽象之美 点群、空间群与对称操作 传统上，晶体有七大晶系，32个点群，230个空间群。 对称操作：如果一个操作使系统从一个状态变到另一个 与之等价的状态，或者说状态在此操作下不变，我们就 说该系统对于这一操作是对称的，而这个操作就称为该 系统的一个对称操作。（主要包括旋转，镜面，反演等) 晶体结构分析与倒空间 ksin0=n(π/d π/d 晶体 (a)衍射实验 (b)衍射图像 (c)倒格子

晶体结构：抽象之美 点群、空间群与对称操作 晶体结构分析与倒空间 传统上，晶体有七大晶系，32个点群，230个空间群。 对称操作： 如果一个操作使系统从一个状态变到另一个 与之等价的状态，或者说状态在此操作下不变，我们就 说该系统对于这一操作是对称的，而这个操作就称为该 系统的一个对称操作。（主要包括旋转，镜面，反演等）

上游充通大粤 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 内容提纲 1、矿物与晶体结构之美 2、生物界中的几种材料结构美 1、材料的结构色：甲虫、蝴蝶与孔雀 2、材料表面（自清洁与集水)：荷叶、纳米比亚甲虫 与蛛网 3、材料复合与增强增韧：贝壳、骨骼与树干 4、形态各异的微观世界

内容提纲 1、矿物与晶体结构之美 2、生物界中的几种材料结构美 1、材料的结构色：甲虫、蝴蝶与孔雀 2、材料表面（自清洁与集水）：荷叶、纳米比亚甲虫 与蛛网 3、材料复合与增强增韧：贝壳、骨骼与树干 4、形态各异的微观世界

上游充通大粤 课程目标〉生物的精细结构 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY (材料) 熟悉几种美丽结构（材料层次） 梅花鹿结构分解图 棒花虐的营养价值 某些精细结构的形成过程 黑式品品 器 出世8 知晓某些结构的作用 我” 硅藻 放射虫 Wood Bamboo Coconut Diatom Radiolarian

Wood Bamboo Coconut Diatom Radiolarian DNA 课程目标生物的精细结构 （材料） n 熟悉几种美丽结构(材料层次） n 某些精细结构的形成过程 n 知晓某些结构的作用