仿生传感与驱动材料研究综述探讨其应用和发展前景
近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控研究室副研究员杜学敏（通讯作者）及其团队成员赵启龙（第一作者）、王运龙（共同第一作者）和助理研究员崔欢庆等在光电磁功能材料期刊Journal of Materials Chemistry C 上发表仿生传感与驱动材料研究综述，全面总结了可随外界环境变化发生颜色和形状改变的仿生传感与驱动材料的设计原理和研究进展，并详细评述了这类材料在传感器、执行器、柔性电子、软体机器人、生物医药等多领域的应用和发展前景（Bio-inspired Sensing and Actuating Materials, Journal of Materials Chemistry C, 2019, DOI: 10.1039/C9TC01483G）。该综述文章同时被选为Back cover与2019 Journal of Materials Chemistry C HOT Papers并重点报道。图：生物界......阅读全文
宁波材料所在仿生功能高分子材料方面取得新进展
关节疾病与组织损伤是威胁人类健康的顽固性疾病之一，发病率高而且难以治愈。采用人工材料实现组织缺损的填充、置换、再生，是当今世界多学科交叉的前沿课题，具有非常广泛的应用前景，但也面临着巨大的挑战。人工材料的设计与合成、结构操控、生物活性与生物功能的实现与调控等是成功地构建
高性能蛋白基海洋仿生材料研究获进展
5月18日，中国海洋大学海洋生命学院海洋生物遗传与育种教育部重点实验室方宗熙萨斯研究中心刘伟治团队与中国科学院深圳先进技术研究院钟超团队/刘志远团队，在《自然-通讯》（Nature Communications）上，在线发表了题为Extensible and self-recoverable p
兰州化物所等在仿生润滑材料研究中获进展
物体（液体和固体）的定向传输在能量传输、智能机器人、生物医学设备等领域有着重要应用。过去20年里，液体定向输运研究引起了科学家的广泛关注，并取得重要突破，然而，固体输运研究报道很少。与液体定向输运机制不同，限域受压条件下固体定向输运需要依靠强大的机械推动力来克服弹性变形接触过程中的摩擦力，而良好
化学所在仿生材料研究领域取得新进展
仿生材料是指模仿自然界中各种生物体的特点或特性而开发的材料。对天然生物材料的结构、性能和生长机理的分析与复制，是当今材料科学研究的前沿课题。 在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的支持下，化学研究所高分子物理与化学实验室的科研人员受贻贝和荷叶的启发，将海洋附着生物的
青岛能源所在仿生储能材料方面取得系列进展
开发高性能电极材料是储能电池研究的核心科学问题之一。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源系统团队负责人、中科院“百人计划”入选者崔光磊研究员等在储能电池电极材料研究方面取得一系列重要进展。 一般来讲，储能电池（以锂离子电池为例）有3个主要的动力学过程：锂离子在电解液中的传输过程；锂
基于Wenzel和Cassie模型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
具有壁虎脚剥离特性的仿生摩擦材料被开发
设计在湿环境下具有可逆黏附和摩擦调控特性的智能材料，一直是仿生科学和材料工程领域的重大挑战。大自然中大部分生物能够在不改变界面物理化学相互作用的情况下仅仅依靠黏附器官的动态机械形变就能实现快速可逆黏附和脱附，最典型的一个案例就是壁虎。壁虎脚趾在运动中的机械形变会导致其表面微纳结构与基底接触的状态
研究人员研发出仿生层状关节软骨润滑材料
天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前，从工程应用角度来说，寻找类似于天然软骨的新型润滑材料具有挑战性。其中，表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引发关注。但传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层较薄，在宏观粗糙接触尺度下易被剪切磨掉，这限制了其在工程领域
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
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、
欧盟研制成功生物仿生超强粘合材料
近年来，随着纳米观测技术的持续进步，如X射线散射源技术和高分辨率显微镜技术，为在分子尺度上研究生物仿生材料、充分揭示大自然奥秘开辟了新路径。欧盟科研理事会（ERC）提供350万欧元全额资助，由德国斯图加特新材料研究所（INM）科研人员领导的欧洲SWITCH2STICK研发团队，研究壁虎（Gec
东华大学制备出仿生吸湿快干纺织材料
东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士、丁彬研究员带领纳米纤维研究团队，在吸湿快干功能纺织品领域取得重要进展，相关成果近日发表于《美国化学学会—纳米》。 近年来，市场对具有单向导湿功能的吸湿快干纺织材料的需求日益增加。单向导湿面料能将汗液和水汽从身体输送到外部环境中，从而达到快速干燥效果，为人体提
兰州化物所设计制备出仿生毛毛虫结构的自爬行驱动装置
大自然中的生物组织或者器官都具备将物理/化学信号转换为肢体的运动的功能，例如，在自然环境发生变化的时候将神经信号转化为肢体运动。 受大自然的启发，科学家们发展了一系列的人造驱动器来模拟这些过程，将外界的变化如：电，热，光，化学能等转化为机械运动。响应性的聚合物最为广泛地被用来制备各种驱动装置，
仿生各向异性水凝胶构建及其驱动器应用研究取得进展
高分子水凝胶驱动器是一类能够对外界刺激（光、热、化学、电等）产生可逆形变或者体积改变的新型智能材料。作为一类与生物组织相似的“软、湿”态材料，水凝胶驱动器在软体机器人、人工肌肉、人造阀门等领域存在巨大的潜在应用价值。 为此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛和张佳玮
中国科大研制仿生超弹性碳材料取得新进展
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队成功研制出一种兼具高度可压缩性和可拉伸性的超弹性全碳多孔材料——“碳弹簧”，可以在-100℃到350℃的极端温度环境中稳定地发挥作用。据悉，这种独特优势使其应用到外太空探测任务中成为可能。 该研究成果近日发表在材料领域知名期刊Advanced Materia
天津大学成功研制仿生向日葵智能材料
在自然界中，大部分植物都会向光生长。作为向光性植物的典型代表，向日葵不仅可以感知阳光的方向并随之响应，而且可以自发不断地紧紧追踪阳光运动，表现出了一种自我调节的生物智能。近年来，如何设计和开发仿生向日葵的向光性智能材料成为世界各国材料科学家竞相关注的焦点。日前，天津大学教授封伟团队受自然界向日葵向光
科研人员研发出新型仿生离子筛分材料
自然界中，生物离子通道能够精准筛分离子。这激发了研究人员构筑仿生离子筛分材料的灵感。这些材料可以分离一种阳离子跟其他阳离子，也能够将一种阴离子跟其他阴离子分开，广泛应用于化工和环境领域。用于分离阳离子的材料一般传输阴离子慢，而用于分离阴离子的材料则传输阳离子慢。也就是说，这些材料往往会同时将阴离
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
复旦科学家发明仿生纤维传感器－可实时监测人体
复旦大学科学家研发一种可注射的纤维状生物传感器，植入后该传感器就像毛发一般附在皮肤表面，纤细柔软并可以实现对体内多种化学物质的长期、实时监测。 随着医疗技术的发展，个人生理信息的实时监测及其带来的个体化医疗受到关注。电化学生物传感器是一类可以将化学信号转化成电信号的装置，可用于监测特定化学物质
刘锦淮：仿生传感器研究将大大丰富人类的物质世界
刘锦淮 博士，中科院合肥智能机械研究所研究员，博士生导师，长期以来主要从事纳米材料与器件、检测技术的研究。 人类能否发明某种装置，像鱼儿一样敏锐感知水中的细微扰动？或者学习蝴蝶，随着空气中化学成分的变化更改翅膀的色彩？ 历经几十亿年的进化，生物界与自然的融合趋于完美。而模仿生物的
宁波材料所等研发螺旋桨仿生蒙皮材料－助力超大型油轮节能增效
近日，首艘安装仿生蒙皮螺旋桨的30万吨级超大型油轮（VLCC）靠泊在泉州港码头，完成了3个航次的原油运输任务。该仿生蒙皮材料由中国科学院宁波材料技术与工程研究所等研发。 此次航行时长近200天，里程逾3.5万海里，航线往返于中国沿海和中东各大港口。该船用仿生柔性减阻材料在实船应用前取得中国船级
螳螂虾、寄居蟹？高强高韧仿生复合材料制备
记者从中国科学技术大学获悉，该校中科院材料力学行为与设计重点实验室骆天治教授团队与武汉大学王正直副教授、张作启教授合作，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
第411次香山科学会议研讨“仿生材料与器件”
以“仿生材料与器件”为主题的第411次香山科学会议国际学术讨论会，10月17日～10月19日在北京举行。中科院化学所江雷研究员、中国科技大学俞书宏教授、密歇根大学Nicholas A. Kotov教授、哈佛大学Joanna Aizenberg教授担任会议执行主席。 仿生科学是研究
我国科学家研制“龙虾壳”新型仿生材料性能卓越
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/476807.shtm 记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队首次提出了非连续布利冈结构的设想，并发展了一种程序化组装纳米纤维的方法，成功地创制出一种新型的轻质高强仿生非连续布利冈结构纳米复合材
哈佛大学开发出类似眼泪的液体膜仿生材料
日前，哈佛大学的研究人员从泪水中获得灵感，设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。这个系统的美妙之处就是它的适应性及多功能。该研究成果在线刊登在最新一期的《自然·材料》杂志上。 这种新材料的灵感是受动态的、自我恢复的自然系统——覆盖眼睛的液体薄膜的启发。眼泪连接起
中科院金属所研发出新型仿生复合义齿材料
保留了传统材料优异的生物相容性、耐腐蚀性和美学效果，拥有比传统材料更低的摩擦系数和更高的断裂韧性，且可批量机械加工……近期，中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室研究员刘增乾、张哲峰与美国加州大学伯克利分校教授罗伯特·里奇及吉林大学开展合作，设计研发出新型氧化锆-树脂仿生复合义齿材料。 记者
熊猫牙可以自修复－研发仿生材料有了新思路
呆萌可爱的大熊猫，曾是食肉动物，经长期进化后才成为“素食者”。表面宽阔和锋利坚固的牙齿可以碾压磨碎竹子成为其胃囊之物。近日，中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领研究团队首次发现了大熊猫牙齿能够实现自修复，这为新型仿生材料研发提供了新思路，并在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导
仿生SERS传感器用于肺癌呼出标志物的超灵敏检测
人类的呼出气直接来源于肺的新陈代谢，因此可以通过检测呼出气中特征标志物的改变，来反映肺部的生理或病理状态。研究发现肺癌呼出物中的特征标志物有42种，分属于7大类（烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、腈类和芳香族化合物）。能否通过检测患者呼出物中的这些特征标志物来判断其是否患肺癌呢？近日，中国科学院化学
科学家构建了大面积、可任意转移的碳纳米管薄膜
二维非对称（Janus）薄膜材料因其独特的物理/化学性质，在柔性传感、能源存储与转换、仿生驱动器等领域具有巨大的应用价值，近年来受到越来越广泛的关注和研究。为实现二维Janus薄膜材料在特定领域的应用，功能单元的选择、界面集成和功能协同极为关键。 碳纳米材料（碳纳米管、石墨烯等）因其优越的物理
仿生智能薄膜：让惰性高分子“动起来”
这种薄膜可以持久运动，如果利用持久运动特性来发电，可极大拓展相关技术在自发电穿戴式、植入式电子器件方面的应用，而穿戴式、植入式行业拥有超千亿元市场规模。 花瓣形状的双层薄膜吸收丙酮分子后，花瓣翩翩起舞，犹如一朵在风中摇弋的萝卜花。“这是聚偏氟乙烯/聚乙烯醇双层膜的仿生形变。”中国科学院深圳先进