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。眼泪连接起来,形成一个动态的具有显著光学功能且保持清晰的液体膜,同时保持眼睛湿润,免受灰尘和细菌污染,帮助排出各种废物。而“搞定”这些全在一眨眼间。 新材料是一个覆盖着弹性多孔基材的持续液膜,任何基片的变形,如拉伸、点戳或肿胀,能使孔的大小改变,从而改变液体的表面形状。 研究人员通过视频演示了液膜的适应性和多功能表现,滴到其表面的水或油液会自由向下流淌。拉伸或弯曲会使液膜表面变得粗糙且不透明,从而更精确地控制水或油滴的运动,每一滴油或水可逆向运动,也可停滞在某个位置,而之前没有任何材料能做到这一点。目前的自适应材料,要想转换湿润性,......阅读全文
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
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
自修复仿生涂层几乎排斥所有液体
美国物理学家组织网近日报道,哈佛大学应用科学家仿照猪笼草的疏水策略,开发出了一种极为光滑的涂层材料,几乎能排斥包括血液、油在内的任何液体,甚至在高压、冰冻等极端环境条件下,仍能保持排斥液体或固体的能力。这种仿生疏流技术在生物医学流体处理、燃料运输、防污、防冻等方面有着广泛应用,甚至有望带来一种能
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
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
提高锂电材料质子交换膜膜材料性能的方法
(1)有机/无机纳米复合质子交换膜,依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力,从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的; (2)对质子交换膜的骨架材料进行改进,针对目前最常用的Nafion®;膜的缺点,或在Nafion®;膜基础上改进,或另选用新型骨架材料;
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
仿生粘合有机框架膜,海水纯化新方法
99.9% 用这种方法制备的COF膜用于渗透蒸发脱盐,处理重量百分比为3.5的氯化钠水溶液,水通量可达每小时267千克/平方米,为市面上传统高分子膜4—10倍,脱盐率达99.9%。同时,COF膜表现出良好的抗污染能力和长期稳定性,盐浓度适用范围广,展现出很强的适用性。 我们生活在一颗蓝色的星
简述锂电材料质子交换膜膜材料的改进及应用
质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点,被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。在燃料电池内部,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道,使得质子经过膜从阳极到达阴极,与外电路的电子转移构成回路,向外界提供电流,因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要
仿生“心脏”可有节律泵出液体-供机器人发电
据物理学家组织网11月8日报道,最近,英国西英格兰大学和布里斯托尔大学研究人员利用一种叫做“形状记忆合金”的智能材料,开发出一种“人造心脏”设备,能把人体排泄物——尿液泵入到未来生态机器人(EcoBot)的“发动机舱”,作为这种自供机器人发电用的原料。相关论文发表在最近的英国《生物灵感与仿生学》
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
仿生人工跨膜信号转导研究获进展
近日,华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授包春燕课题组利用折叠体的可控构象改变,设计合成了一种新型人工跨膜信号转导受体分子,该受体分子在插入磷脂膜后可通过加入不同信号分子,实现可逆的折叠和解折叠的跨膜构象改变,进而调控膜另一侧催化水解反应的开启和关闭,实现可控跨膜
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
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
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
锂电膜是什么材料
1、锂电池用的金属电热膜,是第一代薄膜加热产品,采用气相生长等成膜技术,将导电的金属材质附着到绝缘材质上,然后在金属层表面再覆盖一层绝缘材料,将金属层严密包裹在里面,形成薄片状导电膜。通电后,金属内阻发热,形成电热效应。常用的金属电热材料有铜和镍,不同的材料有不同的电阻率,不同的工作电压和发热功率,
仿生膜催化流动合成β受体阻滞剂研究获进展
β-受体阻滞剂是重要的药物分子,广泛应用于治疗高血压、心绞痛、心律失常等心血管疾病。以普萘洛尔合成为例,萘基缩水甘油醚与异丙胺的开环反应是常见的合成策略。但是,现有催化体系普遍存在反应时间长、转化率低、存在副产物及分离纯化困难等问题。因此,开发高效且绿色的催化合成方法,在室温条件下实现快速、高效的普
力学所仿生材料研究取得新进展
对材料的结构和性能进行仿生设计、以获得满足某些特定服役环境要求的工程材料是目前材料研究中的热点之一。最近,中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室(LNM)“生物及仿生材料力学”课题组的宋凡研究员、许向红副研究员和邵颖峰助理研究员及其合作者,用等离子刻蚀和酸腐蚀的办法,在陶瓷表面成功引入了仿
新仿生材料可从空气中高效收集水
沙漠中的仙人掌 受沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草的启发,哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和Wyss生物工程研究所的研究人员,结合多种生物体的特性设计出一种高性能仿生材料,可更为有效地从空气中收集水。这一方法不仅可用于解决某些地区干旱缺水的问题,也为未来仿生学发展打开了新的思路。
新仿生材料可从空气中高效收集水
受沙漠甲虫、仙人掌和猪笼草的启发,哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和Wyss生物工程研究所的研究人员,结合多种生物体的特性设计出一种高性能仿生材料,可更为有效地从空气中收集水。这一方法不仅可用于解决某些地区干旱缺水的问题,也为未来仿生学发展打开了新的思路。相关研究成果发表
科学家为多肽仿生材料应用“画像”
多肽仿生材料是指借鉴自然界中的天然蛋白质、病毒、生物矿物等的结构与功能设计特定的肽序列,进而通过非共价或共价作用力调控形成的具有特定结构与功能的一类生物材料。“多肽仿生材料是指借鉴自然界中的天然蛋白质、病毒、生物矿物等的结构与功能设计特定的肽序列,进而通过非共价或共价作用力调控形成的具有特定结构与功
兰州化物所仿生关节软骨材料研究取得系列进展
人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力(3-18 MPa)下呈现出较低的摩擦系数(0.001-0.03)。无论是静止还是运动状态,关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数,支撑人体正常运动过程。研究表明,包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至
液体里打孔筑蜂巢-具有多孔结构的液体材料问世
一个国际联合研究小组日前宣称,他们合成了世界首种具有永久性多孔结构的液体材料。这种液体对气体具有极强的吸纳和溶解能力,有望提升目前许多化学反应的反应效率,并在碳捕获等场景中获得应用,相关论文发表在12日出版的《自然》杂志上。 以英国贝尔法斯特女王大学和利物浦大学为首的这个国际联合研究小组,合成
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
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
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