实验室“速成”珍珠母有望变身人工骨骼
中国科学技术大学俞书宏教授课题组首次通过模拟天然珍珠母生长过程制备了人工仿生结构材料,具有与天然珍珠母高度相似的化学成分、微观结构等特征,并兼具很好的强度及韧性。该成果刊发在日前出版的美国《科学》杂志上。 贝壳内层的珍珠母具有独特而复杂的微观层状结构,这种结构使珍珠母在宏观上同时具备超常的硬度和韧性,这两者在许多人工合成材料中无法兼得。 俞书宏团队首先通过取向冻结和乙酰化转化的方法,用与天然贝壳中完全相同的有机材质搭建出类似的层状“框架”,并置入人工“腔体”中。不同于自然界中贝类花费数年时间不断分泌该有机物质并使碳酸钙在其框架上矿化,俞书宏团队设计了一个“循环系统”,即通过一台作用类似人体心脏的蠕动泵,不断向腔体内的框架里泵入饱和碳酸氢钙溶液,同时带出反应后的残余废料,在两周内就能“复制”珍珠母长达数年的自然形成过程,速度超其百倍。电子显微镜等多种检测手段表明,这种通过与自然策略高度近似的材料生长方法制备的人工材料,在成......阅读全文
中国科大实验室“长出”珍珠母
近日，中国科学技术大学俞书宏教授课题组在人工合成珍珠母方面取得突破性进展，首次通过模拟天然珍珠母生长过程制备了人工仿生结构材料，具有与天然珍珠母高度相似的化学成分、微观结构等特征，并兼具很好的强度及韧性。该成果刊发在10月7日出版的国际权威学术期刊《科学》杂志上。 贝壳内层的珍珠母具有独特而
金属所天然生物与仿生结构材料研究取得系列进展
近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室材料疲劳与断裂研究部“葛庭燧奖研金”获得者刘增乾带领的研究小组在天然生物材料的组织结构与力学行为研究方面取得了系列新进展，在沈阳材料科学国家（联合）实验室开辟了天然生物与仿生结构材料研究的新方向。该研究旨在探索各种天然与人造材料体系变形、断
实验室“速成”珍珠母－有望变身人工骨骼
中国科学技术大学俞书宏教授课题组首次通过模拟天然珍珠母生长过程制备了人工仿生结构材料,具有与天然珍珠母高度相似的化学成分、微观结构等特征,并兼具很好的强度及韧性。该成果刊发在日前出版的美国《科学》杂志上。 贝壳内层的珍珠母具有独特而复杂的微观层状结构,这种结构使珍珠母在宏观上同时具备超常的硬度
天然生物与仿生梯度材料研究获进展
自然界中的生物体在长期的自然选择与进化过程中，其组成材料的组织结构与性能得到了持续优化与提高，从而利用简单的矿物与有机质等原材料很好地满足了复杂的力学与功能需求，使得生物体达到了对其生存环境的最佳适应。大自然是人类的良师。天然生物材料的优异特性能够为人造材料的优化设计，特别是高性能仿生材料的发展
天然生物与仿生梯度材料研究获进展
自然界中的生物体在长期的自然选择与进化过程中，其组成材料的组织结构与性能得到了持续优化与提高，从而利用简单的矿物与有机质等原材料很好地满足了复杂的力学与功能需求，使得生物体达到了对其生存环境的最佳适应。大自然是人类的良师。天然生物材料的优异特性能够为人造材料的优化设计，特别是高性能仿生材料的发展
中国学者提出增强仿生陶瓷韧性的新方法
中国科学技术大学俞书宏院士课题组茅瓅波副研究员等从生物矿物的残余应力增强机制中获得启发，提出一种新的仿生增韧方法，可显著提升仿珍珠母陶瓷的韧性，韧性放大系数达16.1±1.1，优于最先进的仿生陶瓷。相关成果发表于《先进材料》，对于先进陶瓷材料设计和制造具有重要指导意义。 陶瓷具有硬度大、强度高
中国学者提出增强仿生陶瓷韧性的新方法
中国科学技术大学俞书宏院士课题组茅瓅波副研究员等从生物矿物的残余应力增强机制中获得启发，提出一种新的仿生增韧方法，可显著提升仿珍珠母陶瓷的韧性，韧性放大系数达16.1±1.1，优于最先进的仿生陶瓷。相关成果发表于《先进材料》，对于先进陶瓷材料设计和制造具有重要指导意义。 陶瓷具有硬度大、强度高和
仿生复合膜－或成航天器防护“新装”
科技日报讯 （记者吴长锋）记者11月29日从中国科学技术大学了解到，该校俞书宏院士团队受天然珍珠母“砖—泥”层状结构的启发，研制出一种新型航天器外层防护材料——聚酰亚胺—纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计，其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升，有望取代现有的聚酰亚胺基复合
基于仿生结构聚合物防护涂层设计制备方面取得进展
设计与开发智能自愈合材料作为工程涂料的基体树脂是材料腐蚀防护技术领域的研究热点之一。智能涂层是指涂层材料在服役过程中遇到机械划伤或意外损害时，材料自身能够通过一定机理使损伤得到修补，并恢复材料的机械性能和防护功能，被认为是延长工程涂料寿命和提升安全性的可靠途径。天然生物结构材料具有出色的性能以及
中国科学家研制出一种新型航天器防护材料
近期，受天然珍珠母“砖-泥”层状结构的启发，中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种新型航天器外层防护材料——聚酰亚胺-纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计，其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升，有望取代现有的聚酰亚胺基复合膜材料。该成果日前发表于《先进材料》。 聚酰亚胺
中国科学家研制出一种新型航天器防护材料
近期，受天然珍珠母“砖-泥”层状结构的启发，中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种新型航天器外层防护材料——聚酰亚胺-纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计，其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升，有望取代现有的聚酰亚胺基复合膜材料。该成果日前发表于《先进材料》。聚酰亚胺薄膜因其
中国科技大学Science发表重要研究成果
珍珠层也称为珍珠母，是存在于软体动物贝壳内层和珍珠上的有光泽物质。珍珠层不仅色泽亮丽而且具备优良的材料学性能，在生物矿化、仿生材料等领域备受关注。天然珍珠层是经年累月形成的，而人工合成珍珠层只需要几个星期。不过，由于珍珠层结构复杂，其人工合成一直比较困难。 现在，中国科技大学的研究团队在这方面
仿生材料
由于超疏水材料，特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性，测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础，而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度
新材料具备早期火灾主动预警和被动防火双重功能
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队提出一种将原子掺杂设计与仿生结构设计相结合的策略，并制备出仿珍珠母氧化铝-氰酸酯复合材料。这种材料具备早期火灾主动预警和被动式阻燃的双重功能。相关成果发表于《国家科学评论》。 先进结构材料已在航空航天、建筑和汽车制造等领域得到广泛应用。通过模仿珍珠母高度有序
发现河蚌开合奥秘－中国科大在《科学》发表论文
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503403.shtm提到河蚌，人们第一时间想到的是它会产珍珠，河蚌肉可以食用。而在科学家眼里，它还是一种极佳的研究对象，能为新材料的研制提供源源不断的灵感。6月23日，《科学》杂志发表了中国科学技术大学俞
中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜
聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性，成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而，与其他碳氢聚合物一样，聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击，导致其物理和力学性能急剧下降。目前，针对这一问题尚无较好的解决手段。此外，宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性
中国科大团队破解河蚌开合奥秘
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503395.shtm 文 ｜ 《中国科学报》 记者 王敏 提到河蚌，人们第一时间想到的是它会产珍珠，河蚌肉可以食用。而在科学家眼里，它还是一种极佳的研究对象，能为新材料的研制提供源源不断的灵感。
中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜
聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性，成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而，与其他碳氢聚合物一样，聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击，导致其物理和力学性能急剧下降。目前，针对这一问题尚无较好的解决手段。此外，宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性提出
人工仿生眼或将问世！
1973年，电视观众看到了The Six Million Dollar Man——一部关于一名宇航员利用仿生技术重建身体的电视节目。当时，这个想法似乎很荒谬，该剧的标志性台词--"我们能重建他"--在随后的几年里成为电影中一个广为使用的比喻。跨越45年，仿生技术已经成为医学界的重要组成部分。无论
新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究获进展
在国家重点基础研究发展计划“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院“西部之光”人才培养计划项目的支持下，中国科学院兰州化学物理研究所润滑与防护材料研究发展中心胡丽天研究员带领的课题组在新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究方面取得了新进展。 高性能结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、
化学所在仿生结构色材料研究中取得系列进展
传统的显色技术通常利用色素来显色，然而色素具有化学性质不稳定、对环境不友好、容易褪色等缺点，导致其应用受到限制。相比于色素色，结构色是基于物质的周期性微纳结构（例如光栅、光子晶体等）对光的调控实现的，具有化学性质稳定、环保、高分辨率等优点，在显示、传感和防伪等方面具有广泛应用前景。特别是存在于自
仿生人工肌肉研究获进展
仿生人工肌肉材料是20世纪90年代迅速发展的一类新型智能材料，正不断地掀起全球科学家的研究热潮，在航空航天、仿生机器人以及生物医疗等工程领域具有重要的应用价值。离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites， IPMC），也称为电化学驱动器，是一
高温云母板所用材料人工与天然的区别讲解
高温云母板采用耐高温白云母或金云母原料及高温有机硅树脂粘合经烘培压制而成的硬质板状绝缘材料，具有良好的电绝缘性能和耐高温性能，特别适合于钢铁、冶金等行业各种工业电炉、工频炉、中频炉、电弧炉等高温绝缘，以及作为石棉替代品，专门为对以下性能有较高要求的电热机械应用而设计。产品通过UL安全认证，产品执
高温云母板所用材料人工与天然的区别讲解
高温云母板采用耐高温白云母或金云母原料及高温有机硅树脂粘合经烘培压制而成的硬质板状绝缘材料，具有良好的电绝缘性能和耐高温性能，特别适合于钢铁、冶金等行业各种工业电炉、工频炉、中频炉、电弧炉等高温绝缘，以及作为石棉替代品，专门为对以下性能有较高要求的电热机械应用而设计。产品通过UL安全认证，产品执
高温云母板所用材料人工与天然的区别讲解
高温云母板采用耐高温白云母或金云母原料及高温有机硅树脂粘合经烘培压制而成的硬质板状绝缘材料，具有良好的电绝缘性能和耐高温性能，特别适合于钢铁、冶金等行业各种工业电炉、工频炉、中频炉、电弧炉等高温绝缘，以及作为石棉替代品，专门为对以下性能有较高要求的电热机械应用而设计。产品通过UL安全认证，产品执
中科大成功研制新型仿生人工木材
最近，中国科学技术大学俞书宏团队发展了一种冰晶诱导自组装和热固化相结合的新技术，以传统的酚醛树脂或密胺树脂为基体材料，成功研制了一系列具有类似天然木材取向孔道结构的新型仿生人工木材。该系列仿生人工木材具有轻质高强、耐腐蚀和隔热防火等优点。研究论文8月10日发表在《科学进展》上。 这种新型仿生人
纳米结构单元组装与仿生纳米复合材料研制取得进展
无序纳米线被组装成具有周期性结构的有序一维超细纳米线薄膜 目前，国际上有关纳米结构组装技术与仿生结构材料研究领域的挑战之一，是如何实现将功能化的纳米结构单元组装成有序的组装体，以获得新的功能和应用。受具有优越力学性能的生物材料体系如贝壳、飞鸟骨骼等微观结构与其性能关系的启示，如何仿
李国良：多级次氢键仿生策略人工合成超韧性自修复材料
近年来，受到大自然生物体启发的人工合成智能自修复材料是国际前沿性课题。当材料被赋予自修复性能后，其使用寿命可显著延长，在航空航天、电子器件、化工新能源材料等领域具有非常重要的意义。通过引入超分子键弱相互作用，例如金属配位键、氢键、主客体作用力等，材料可被赋予动态可逆重构功能，进而实现材料损伤的自
超疏水仿生材料表面
由于超疏水材料，特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性，测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础，而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度
中国科大仿盾皮鱼鱼鳞制备人造盔甲研究取得重要进展
随着高技术领域对高性能防护材料需求的不断提高，现有防护材料（包括金属材料、陶瓷材料和纤维复合材料等）的局限性（如金属密度大、陶瓷脆性和纤维复合材料硬度低等）正逐渐显现。最近，加州大学伯克利分校Robert Ritchie教授研究组揭示了“巨骨舌鱼”（亚马逊流域一种淡水鱼）能够抵御“水虎鱼（食人鱼