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。相关成果日前分别发表于《ACS应用材料与接口》和《生物材料》。 生物界中存在许多梯度结构设计的攻击与防御“工具”,这些梯度材料为人类提供了多种仿生材料设计原理。螳螂虾尾刺的外骨骼包括四个不同的结构层,每层都具有不同的微观结构和化学成分特征。这些层状结构的局部力学性能与微结构和化学成分密切相关,几者的组合有效地限制了裂纹的扩展,同时最大限度地释放了变形过程中的应变能,提高了结构的整体韧性和强度。 研究人员使用3D打印技术制备了多个尾刺的仿生微结构,通过力学测试验证了布林根(Bouligand)结构与径向的平行层状结构的组合,能极大地提高结......阅读全文

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

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

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

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

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

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

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

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

中国科大制备出新型超弹性耐疲劳碳基仿生材料

   本报讯(记者杨保国)中国科学技术大学俞书宏课题组与吴恒安课题组合作,成功设计制备出超弹性耐疲劳宏观尺度碳纳米组装体仿生材料。相关成果日前在线发表于《自然—通讯》杂志。  俞书宏课题组受人类足弓等常见弹性拱结构的启发,成功制备了一种具有微观层状连拱结构的宏观尺度碳纳米组装体材料。该材料虽然由脆性

仿生蕨纳米皮草有助清理自然植物及石油吸附剂材料

  德国科学家近日发现,以往人们谈之色变的水生漂浮杂草具有吸油功能,仿照水生植物结构合成的人工聚合物薄膜“纳米皮草”,也像水生蕨类一样具有超级疏水和亲油性,有望为清理水中油污提供一种更便捷的手段。最新研究成果发表在《生物灵感与仿生学》杂志上。  据物理学家组织网报道,该研究由德国卡尔斯鲁厄技术学院微

我国研制出新型仿生增强增韧纳米复合纤维材料

  基于生物质来源的高性能纳米复合材料正逐渐发展成为未来结构和功能应用的理想材料。由植物组织分离或细菌发酵得到的纳米尺度纤维素,可以说是地球上储量最丰富的纳米级原材料,其密度低、热稳定性好、力学性能出色,同时可降解、可再生、可持续,因而受到诸多关注。研究人员希望利用其研制出宏观尺度的高性能纤维素基纤

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

新型仿生纳米材料可用于去除农业化学污染物

  近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所质量安全课题组成功制备了新型三元仿生纳米复合材料(LDH@PDA@MPNs),并解析了其结构特征、农业化学污染物吸附识别性能和控制去除机理。相关研究成果发表于《危险材料杂志》(Journal of Hazardous Materials)。新型三元仿生纳米复合材

高强度和抗溶胀的水凝胶材料制作仿生软骨

  软骨是人体关节的保护性组织,因其内部基质为凝胶态,表现出优异的弹性和抗溶胀性。关节软骨受损后,功能逐渐丧失,会严重影响人体的运动功能,因此在仿生材料领域,关节软骨替代材料的研究越来越受到研究者们的青睐。其中,水凝胶材料因其与软骨接近的网络结构,已成为仿生软骨材料领域研究最广泛的体系之一。然而,常

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

金属所生物力学与仿生材料研究取得新进展

  生物材料尽管由性能并不突出的简单组元在相对温和的条件下组装而成,但却表现出优异的综合力学性能和功能特性,这主要得益于其跨越不同尺度的复杂而巧妙的组织结构,特别是由此带来的独特的变形与断裂机制和强韧化机理。  近期,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室生物力学与仿生材料研究组博士刘增乾带领研究

通知!邀您参与2021年全国仿生智能材料博士后前沿论坛

  分析测试百科网讯  全国博士后管委会办公室、中国博士后科学基金会、中国科学院人事局联合发布了关于邀请参加“2021年全国仿生智能材料博士后前沿论坛暨未来技术青年论坛”的通知,其具体通告如下:  博士后是科研机构、高等院校和企业等着重吸引和培养的高层次青年人才,是科研工作的生力军。为打造博士后学术

科学家开发出可用于肠道疾病治疗的土壤仿生材料

  土壤是庞大微生物群落的栖息环境,每克土壤中甚至可以蕴含超过百万种的上百亿个微生物,所以是研究环境与微生物相互作用的重要体系。美国芝加哥大学的研究团队开发了一种可应用于辅助治疗肠道疾病的土壤仿生材料,相关成果在《Nature Chemistry》发表,论文的标题为:A Soil-Inspired

中国科大基于多尺度界面设计创制高性能仿生珍珠层材料

  贝壳的珍珠层,由占主要部分的脆性碳酸钙矿物和少量的柔性聚合物构成,虽然组分简单,但其精致的多级结构和界面特点赋予其超出自身组分几个数量级的优异力学性能。这种在温和条件下由简单材料组分生长实现的多级构造和性能放大,使贝壳的珍珠层受到研究人员的高度关注。矿物粘土和石墨烯等超薄纳米片作为接近理想和无缺

金属所生物力学与仿生材料研究取得新进展

  生物材料尽管由性能并不突出的简单组元在相对温和的条件下组装而成,但却表现出优异的综合力学性能和功能特性,这主要得益于其跨越不同尺度的复杂而巧妙的组织结构,特别是由此带来的独特的变形与断裂机制和强韧化机理。  近期,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室生物力学与仿生材料研究组博士刘增乾带领研究

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

大连化物所利用微流控技术仿生合成新型微米纤维生物材料

微流控技术仿生合成新型微米纤维生物材料研究取得新进展        近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员秦建华领导的研究团队在利用微流控技术仿生合成功能化微米纤维生物材料方面取得新进展,研究成果以封面文章发表在最新的Advanced Materials (2014, 26, 2494–249

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

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

宁波材料所在具有疼痛感知的仿生皮肤研究中取得进展

生物系统中,软组织可以通过应变增强有效地调节其机械强度以避免损伤。这些组织结合生物体的体感系统,可以经历从触觉到痛觉的可控感觉阈值转变,从而使生物体能够主动感知到可能造成伤害的机械刺激,并进一步迅速做出反应,防止危险的发生。因此,在应变机械增强之前,主动保护功能的实现依赖于感觉系统触发的强烈且快速的

非对称仿生界面高分子复合材料用于太阳能海水淡化

  水资源短缺是目前面临的一个全球性问题,对地球上丰富的海水进行淡化则是解决水资源短缺问题的一个重要途径。但传统的海水淡化往往需要高能量消耗,在一些能源短缺的地区难以实现,因此,亟需一种绿色、高效、可持续的海水淡化方法来缓解上述危机。太阳光驱动的界面光热水蒸发,由于其可以通过在远远低于水沸腾的温度下

电镜在仿生材料研究的应用大自然是人们解决科学难...

电镜在仿生材料研究的应用-大自然是人们解决科学难题的灵感源泉液体单向输运在微流控芯片,雾气收集,喷墨打印乃至润滑减阻等方面都有着重要的应用。大自然是人们解决科学难题的灵感源泉,在之前的研究工作中,研究者们发现沙漠甲壳虫背、仙人掌刺、蜘蛛丝利用其本身的浸润性梯度或是结构梯度可以自发地对液体进行定向输运

AFM|自然的启示——仿生超亲水薄膜材料应用于油水分离

开发一种高效可行的分离膜对净化高度乳化的含油废水具有重要意义,但是目前许多产品都具有低通量和严重膜污染等问题,使得进一步发展面临较大的挑战性。在此,东华大学纺织科学与技术实验室的研究人员通过同步电喷雾和静电纺丝的简便方法,构造出一种仿生的超润湿纳米纤维表面。所获得的纳米纤维薄膜表面具有荷叶状微/纳米

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