报告题目：面向生物医学应用的多孔超材料设计与力学

报告人：Mikhail Tashkinov教授（俄罗斯彼尔姆国立研究型理工大学）

报告时间：2026年8月4日（星期二）10:00

报告地点：南航明故宫校区A8号楼605会议室

主办单位：航空航天结构力学及控制全国重点实验室、多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室、航空学院、校科协

报告内容简介：

多孔超材料能够通过对孔隙形貌、力学响应、渗透性能及降解行为的精细调控，为生物医学工程提供新的材料设计路径。在组织工程领域，这类材料可在保持孔道相互连通的同时，实现与天然组织相匹配的刚度和各向异性，从而更好地模拟生物组织的多层级结构与多功能特征。

本报告将介绍一种面向组织工程植入体的计算设计框架，重点讨论基于三周期极小曲面（TPMS）和随机双连续结构的多孔架构。通过隐式曲面的参数化调控，可系统调整孔隙率、壁厚和单胞取向，以获得满足不同组织需求的等效模量和各向异性；结合多形貌梯度设计，可实现不同孔隙区域之间平滑且力学协调的过渡。在此基础上，采用均匀化方法评估结构的等效刚度张量和各向异性指标，并通过多目标优化，在满足孔隙率与可制造性约束的同时，使结构弹性性能尽可能接近天然组织。

报告还将结合微CT参考结构适配、点阵形貌对比以及骨小梁—皮质骨过渡区仿生等案例，展示上述方法在患者个性化植入体设计中的应用潜力。

报告人简介：

Mikhail Tashkinov 教授现任俄罗斯彼尔姆国立研究型理工大学机械动力学与强度系教授、生物相容性材料与器件力学实验室主任，主要从事非均质介质与超材料力学研究。2009年以优异成绩毕业于彼尔姆国立技术大学，获应用数学与信息学硕士学位；2011年获变形固体介质力学博士学位，2025年获数学建模科学博士（DSc）学位。

他已发表学术论文170余篇，拥有25项软件模块知识产权登记证书，曾在60余场国际学术会议作报告，并主持科研项目10余项，相关研究获得俄罗斯基础研究基金会（RFBR）、俄罗斯科学基金会（RSF）及俄罗斯科学与高等教育部等机构资助。他曾获俄罗斯联邦科学与高等教育部“米哈伊尔·罗蒙诺索夫”项目与德国学术交流中心（DAAD）联合奖学金，已指导1名博士生完成学业，目前指导6名博士研究生。

围绕生物医学与工程应用，他在增材制造材料与结构的设计优化方面发展了多种新方法，重点研究“工艺—结构—性能”之间的关联。主要研究方向包括非均质材料与超材料、生物医用材料与器件、增材制造与生物打印、非均质和点阵结构的计算设计与建模、复杂形貌及预定力学性能结构、断裂力学，以及面向生成式结构设计的机器学习方法。