仿生结构材料的设计与制备知识分享.pptx

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1、仿生结构仿生结构(jigu)材料的设计与材料的设计与制备制备2019.04.25第一页，共13页。仿生背景仿生背景(bijng)仿生贝壳仿生贝壳(bik)总结总结(zngji)展望展望 目录目录 仿生木头仿生木头1234第二页，共13页。1 仿生背景仿生背景(bijng)大自然的智慧(zhhu)荷叶：微米-纳米的分级复合结构(jigu)超疏水自清洁蛛丝：高强度韧性好多功能水黾：腿部刚毛（3 m）螺旋纳米沟槽结构超疏水第三页，共13页。1 仿生背景仿生背景(bijng)生物材料(cilio)的结构与特征l结合生物、机械和其他(qt)功能l 代表自然界最优设计方案l结构：l 梯度结构l 分级结构l

2、 层状结构l 螺旋结构l 多孔结构l 自组装结构l Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23-36骨骼竹子珍珠层第四页，共13页。1 仿生背景仿生背景(bijng)Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23-36 韧性值远超过它们的成分及其均匀混合物韧性值远超过它们的成分及其均匀混合物 利用大量的外部利用大量的外部(wib)增韧机制维持初期增韧机制维持初期开裂开裂天然天然(tinrn)复合材料复合材料第五页，共13页。2 仿生贝壳仿生贝壳(bik)方法方法(fngf)：中尺度组装和矿：中尺度组装和矿化化天然天然(ti

3、nrn)贝壳贝壳合成贝壳合成贝壳交替的有机层和文石片层（91）Yu,S.H.*et al.Science,2016,354,107-110第六页，共13页。2 仿生贝壳仿生贝壳(bik)自下而上大规模宏量组装人造(rnzo)贝壳珍珠层Yu,S.H.*et al.Nat.Commun.,2017,8,287砖泥结构(jigu)人造贝壳天然贝壳人造贝壳天然贝壳第七页，共13页。3 仿生木头仿生木头(m tou)Hu,L.B.*et al.Nature,2018,554,224-228 去除去除(q ch)木质素和半纤木质素和半纤维素维素 100 下机械热压下机械热压天然(tinrn)木头：多孔结构

4、高性能木头：致密结构第八页，共13页。3 仿生木头仿生木头(m tou)Yu,S.H.*et al.Sci.Adv.,2018,4,eaat7223 树脂基材料取向冷冻树脂基材料取向冷冻(lngdng)多孔结构、防火隔热多孔结构、防火隔热人造(rnzo)木头天然木头第九页，共13页。4 总结总结(zngji)展望展望总结：总结：天然材料的特殊结构值得学习天然材料的特殊结构值得学习仿生材料的制备手段多种多样仿生材料的制备手段多种多样纳米尺度纳米尺度(chd)的控制存在巨大挑战的控制存在巨大挑战冷冻(lngdng)铸造Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23

5、-36Yu,S.H.*et al.Natl.Sci.Rev.,2018,5,703-714刷涂诱导取向自组装第十页，共13页。4 总结总结(zngji)展望展望1.可持续可持续(chx)发展发展Mohanty,A.K.*et al.Science,2018,362,536-542第十一页，共13页。4 总结总结(zngji)展望展望2.实际实际(shj)应用应用仿生材料(cilio)宏量制备增材制造增材制造等手段等手段Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23-36第十二页，共13页。敬请老师(losh)和各位同学批评指正！THANKS第十三页，共13页。