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1、仿生结构材料的设计与制仿生结构材料的设计与制备备仿生背景仿生背景仿生贝壳仿生贝壳总结展望总结展望 目录目录 仿生木头仿生木头12341 仿生背景仿生背景大自然的智慧荷叶：微米-纳米的分级复合结构超疏水自清洁蛛丝：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1 仿生背景仿生背景生物材料的结构与特征l结合生物、机械和其他功能 代表自然界最优设计方案l结构：梯度结构 分级结构 层状结构 螺旋结构 多孔结构 自组装结构 Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23-36骨骼竹子珍珠层1 仿生背景仿生背景Ritchie,R.O.*et al.Nat
2、.Mater.,2015,14,23-36 韧性值远超过它们的成分及其均匀混合物 利用大量的外部增韧机制维持初期开裂天然复合材料天然复合材料2 仿生贝壳仿生贝壳方法：中尺度组装和方法：中尺度组装和矿化矿化天然贝壳天然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,2016,354,107-1102 仿生贝壳仿生贝壳自下而上大规模宏量组装人造贝壳珍珠层Yu,S.H.*et al.Nat.Commun.,2017,8,287砖泥结构人造贝壳天然贝壳人造贝壳天然贝壳3 仿生木头仿生木头Hu,L.B.*et al.Nature,2018,554,224-2
3、28 去除木质素和半纤维素 100 下机械热压天然木头：多孔结构高性能木头：致密结构3 仿生木头仿生木头Yu,S.H.*et al.Sci.Adv.,2018,4,eaat7223 树脂基材料取向冷冻 多孔结构、防火隔热人造木头天然木头4 总结展望总结展望总结：总结：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纳米尺度的控制存在巨大挑战冷冻铸造Ritchie,R.O.*et al.Nat.Mater.,2015,14,23-36Yu,S.H.*et al.Natl.Sci.Rev.,2018,5,703-714刷涂诱导取向自组装4 总结展望总结展望1.可持续发展可持续发展Mohanty,A.K.*et al.Science,2018,362,536-5424 总结展望总结展望2.实际应用实际应用仿生材料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敬请老师和各位同学批评指正！THANKS结束结束