我国科研团队研制出大尺寸高性能有序结构仿生材料

最近,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队在单相羟基磷灰石超长纳米线自组装快速制备高度有序柔性生物材料的研究工作基础上,制备出羟基磷灰石超长纳米线/聚丙烯酸钠准液晶态浆料,再通过简单的针管注射方法将浆料注入乙醇中,成功研制出兼具羟基磷灰石超长纳米线有序阵列结构和“砖块水泥层状有序结构”的高性能仿生柔性复合纤维。这种兼具“砖块水泥层状有序结构”及羟基磷灰石超长纳米线高度有序阵列结构的仿生复合纤维具有良好的柔韧性,可以打结、弯曲或扭曲而不会破坏其结构完整性。更为重要的是,良好的结构设计使该仿生有序结构柔性复合纤维拥有优异的力学性能,其拉伸强度及杨氏模量分别达到203.58 MPa和24.56 GPa,优于天然密质骨及文献报道的羟基磷灰石复合材料。 科研团队通过引入磁性纳米颗粒或荧光染料,还研制出具有磁响应性或荧光功能的有序结构柔性复合纤维。所制备的羟基磷灰石超长纳米线基有序结构复合纤维有望作为原料构建各种高性能......阅读全文

我国科学家仿生鱼鳞片构筑适度有序布利冈结构材料

9日,记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士领导的仿生材料研究团队开展了仿生布利冈结构多级次可重构纤维基元界面设计的系统性研究,提出“仿生适度有序布利冈结构”的概念,分级构筑了具有动态可重构纤维界面的仿生布利冈结构材料。相关研究成果日前发表在国际综合性期刊《科学进展》上。作为生物结构的代表,布利

我国科研团队研制出大尺寸高性能有序结构仿生材料

  最近,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队在单相羟基磷灰石超长纳米线自组装快速制备高度有序柔性生物材料的研究工作基础上,制备出羟基磷灰石超长纳米线/聚丙烯酸钠准液晶态浆料,再通过简单的针管注射方法将浆料注入乙醇中,成功研制出兼具羟基磷灰石超长纳米线有序阵列结构和“砖块水泥层状有序

上海硅酸盐所研制出大尺寸高性能有序结构仿生材料

  天然生物材料虽是由碳酸钙和磷酸钙等常见的材料组成,但往往具有适应其环境及功能需要的复杂组装超结构和杰出的性能,为人们提供了材料结构设计和性能优化的灵感及指南,例如贝壳是由碳酸钙和少量的壳质素复合材料组装形成的“砖块水泥层状有序结构”,骨骼是由羟基磷灰石纳米晶/胶原纤维组装形成的有序结构等。纳米材

中国科大提出仿生适度有序布利冈结构概念

自然布利冈结构由纳米纤维单向组装成层进而螺旋堆叠而成,独特的结构和界面可赋予诸多生物材料卓越的力学性能。深刻理解布利冈结构构效关系并以合适的手段将其转录至人工系统有望推动纤维基结构材料的发展。近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队针对纤维基元界面设计薄弱的现状,基于网络态纳米纤维的适度有序力学设计理念

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

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

共有序列的结构特点

共有序列(consensus sequence) 决定启动序列的转录活性大小。各种原核启动序列特定区域内(通常在转录起始点上游-10及-35区域)存在共有序列(consensus sequence)。

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

DNA共有序列的结构特点

共有序列(consensus sequence) 决定启动序列的转录活性大小。各种原核启动序列特定区域内(通常在转录起始点上游-10及-35区域)存在共有序列(consensus sequence)

兰州化物所研发加固仿生自清洁硅基仿生材料

  出淤泥而不染的荷叶,捕虫高手猪笼草,科学家们研究仿生,利用自然界赋予的神奇功效为人类服务。然而,仿生“荷叶”和“猪笼草”却有一颗“玻璃心”,一旦受到外界触碰,“自清洁”功能也随即消失。  “我们要做可以应用的硅基仿生自清洁材料。”中科院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室张俊平研究

新仿生材料有望替代塑料

  塑料制品给现代生活带来便利,也造成环境污染。近期,中国科学技术大学俞书宏院士团队使用“定向变形组装”方法,研制出具有仿生结构的高性能材料,具有比石油基塑料更好的机械与热性能,有望成为其替代品。  目前,大多数塑料来自石油产品,废弃后难以降解,造成持续性的环境污染问题。同时,现有的生物基材料存在成

首个有序大孔—微孔MOF单晶材料问世

  记者从华南理工大学获悉,该校李映伟团队、美国得克萨斯大学圣安东尼奥分校陈邦林、沙特阿卜杜拉国王科技大学韩宇和西班牙科尔多瓦大学Rafael Luque共同研制出世界首个有序大孔—微孔MOF单晶材料。相关研究近日在线发表于《科学》杂志。  一直以来,制备出高度有序、大孔、单晶的稳定多孔材料,是一个

兰州化物所仿生微纳米复合双层结构材料研究取得系列成果

  仿生纳米材料是材料领域的研究热点之一,国内外材料科学工作者围绕仿生纳米材料的制备及其功能性开展了大量的研究工作。  在中国科学院“百人计划”和国家自然科学基金委的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所仿生摩擦材料课题组(BMT)自2001年以来围绕仿生纳米结构材料开展了一

兰州化物所仿生材料表面微纳米结构三维优化获进展

  将仿生学与纳米科学相结合,开展用于摩擦学领域的仿生结构、功能及结构-功能一体化材料的研究,可在基础科学和应用技术之间架起一座桥梁,从而为摩擦学领域所使用的新型结构、功能及结构功能一体化材料的设计、制备和性能研究提供新概念、新原理和新方法。自然界中很多动植物表面都具有稳定的超疏水性,它们既拥有高接

受虾蟹结构启发-我国科研团队制备高强高韧仿生材料

   中国科学技术大学教授骆天治团队与武汉大学副教授王正直、教授张作启合作,研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾),综合利用多种实验手段揭示了其从纳米尺度到厘米尺度的化学梯度、微观结构和力学性能之间的相关性,并通过有限元分析和3D打印技术确认两种结构中的增韧机制和结构优化原理。相关成

首次发现锂电池材料橄榄石结构磷酸铁锂室温磁有序现象

  橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)作为一种正在电动车动力电池产业应用的正极材料。与其他的正极材料相比(如特斯拉电动车用层状氧化物材料)LiFePO4具有更好的热稳定性、低廉的成本(因为其所含元素地球丰度较高)、无毒、较高的理论容量(170mAh/g)。磁电化学对于对锂电池材料是新兴的研究领域,

仿生材料力学测定物性分析

  仿生,是以经过亿万年进化形成的生物体为极限目标, 在不同层次和水平上进行创造的一门技术。  仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能,进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。随着当前医学水平和人们生活质量的不断提高,为一些患者提供安全、有效的用于组织替换和移植的仿生

仿生超浸润界面材料研究取得进展

仿生超浸润界面材料体系的构筑及其应用  出淤泥而不染的荷叶、翩翩起舞的水黾以及捕虫能手猪笼草等都是大自然的精妙创造,是具有“超浸润特性”的自然界杰出代表。作为超浸润领域的“掌舵手”,中科院院士、中科院理化技术研究所研究员江雷通过近二十年的潜心研究,总结规律,提出了二元协同理论,即将两个具有相反性质的

结晶铜让聚合物结构紧密有序

  据美国物理学家组织网7月19日报道,加拿大和美国的科学家研发出一种新工艺,可让电子设备中广泛使用的聚合物PEDOT结构更加紧密,因此,有望让未来的电视和计算机屏幕更亮、更干净、更节能。    PEDOT(3,4-乙烯基二氧噻吩)具有分子结构简单、能隙小、导电率高等特点,被广泛用于

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

Zetasizer-Nano促进仿生纳米复合材料处理

  英国诺丁汉特伦特大学的研究员目前已将英国马尔文仪器有限公司的Zetasizer Nano ZS颗粒特征系统应用在工作中,证明了蛋白质和铝相互作用产生的静电特性。这一进步使得人们向利用自然生物过程创建新型铝复合材料的目标又迈进了一步。   采用生物过程进行纳米复合材料结构的设计和构造被称作仿生纳

仿生材料力学测定物性分析介绍

   仿生,是以经过亿万年进化形成的生物体为极限目标, 在不同层次和水平上进行创造的一门技术。    仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能,进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。随着当前医学水平和人们生活质量的不断提高,为一些患者提供安全、有效的用于组织替换和移植的仿生

仿生“海胆”材料提高农药利用率

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员尹恒团队在农药高效利用研究领域取得新进展。相关成果发表在《化学工程杂志》上。农药是重要的农业生产资料,传统农药剂型在作物叶片的附着力较弱,由于雨水冲刷等原因导致只有小部分活性成分被目标生物所利用,这是导致农药过度使用的主要原因之一。因此,提高农药利用率已成为世

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

科学家合成多种有序介孔沸石材料

  6月30日,记者从上海交通大学获悉,该校金属基复合材料国家重点实验室车顺爱课题组与瑞典科学家合作,在合成有序介孔沸石材料方面取得突破性成果。相关成果发表于《自然—通讯》杂志。  沸石分子筛材料具备有序的微孔结构、大的比表面积、较高的水热和热稳定性、丰富的骨架酸中心等优异性能,因此在工业催化等领域

兰州化物所有序介孔材料研究取得系列进展

  具有高比表面积、孔径尺寸可调及大孔容的有序介孔材料因其在催化、气体分离、药物载体、气体传感及电化学能源存储等领域的广泛应用前景,成为世界范围内的研究热点之一。   中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室低维材料摩擦学研究组在有序介孔材料制备及其应用研究方面取得了一系列新进展。研究人

贝壳结构的仿生金属陶瓷问世

近日,中国科学院金属研究所研究员刘增乾、张哲峰团队与国内外科研团队合作,发明出一种新型镁-MAX(M代表过渡金属元素、A代表主族元素、X代表碳或氮)相仿生金属陶瓷,该材料具有仿生材料优异的轻质、高强韧、高阻尼性能。相关研究成果发表于Materials Today。据了解,轻质、高强韧、高阻尼材料对于