科学家构筑仿生布利冈结构材料
创始人
2024-04-20 02:36:45
0次
原标题：科学家构筑仿生布利冈结构材料
4月15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《科学进展》上。
作为生物结构的代表，布利冈结构在鱼鳞片、龙虾腹膜、动物骨骼等中广泛存在。独特的纤维多级结构和稳健的纤维界面作用，可赋予鱼鳞片、龙虾腹膜等卓越的力学性能，引起研究人员的广泛关注。然而，现有研究主要聚焦在建立纤维基元组装策略和实现不同纤维基元的组装上，在调控纤维基元界面的作用以提升仿生布利冈结构应力传递效率和力学功能方面，仍然有所欠缺。
据悉，研究人员进行了基于不同取向角度纤维模型的大规模分子动力学模拟。结果表明，通过引入空间取向角度产生的贯穿连锁结构，可以优化氢键网络的维度。三维氢键网络的空间桥接效应不仅增强了纤维体系的荷载传递能力和抗破坏能力的稳定性，而且通过在塑性变形阶段引入更多的氢键断裂—重构行为，可以促进能量耗散。这种相互对立的影响机制说明适度有序的纤维排列方式，可以获得最佳的纤维界面作用，从而优化材料体系的力学性能。
研究人员利用扫描电子显微镜表征单轴牵伸后的细菌纤维素纳米纤维膜层结构，发现了纳米纤维基元的半有序排列及桥接互锁行为。这些实验表征证实了纳米纤维基元的网络互联特性，其衍生的纳米纤维桥接互锁和三维氢键网络界面在促进基元微运动、广泛应力传递和能量耗散方面具有优势。
此外，研究人员结合螺旋堆叠和热压致密化，制备出具有多尺度各向同性的仿生适度有序布利冈结构材料，所构筑的细菌纤维素基仿生半有序布利冈结构材料，展现了突出的综合力学性能和稳定性。
（记者吴长锋）
相关内容
热门资讯
西北工业大学与西安工业大学签署...
人民网北京5月22日电 （记者李昉）为进一步探索“双一流”建设高校与省属高校对口帮扶机制，近日，西北...
全面推进数智技术赋能教育变革
原标题：【光明论坛】全面推进数智技术赋能教育变革通过水下机器人作业虚仿实践平台，船舶工程专业的学生可...
武汉大学举办於可训小说创作研...
本报电（记者张鹏禹）近日，“於可训小说创作研讨会”在武汉大学举办。活动由武汉大学文学院主办，武汉...
氯硅烷精馏提纯工艺点“石”成“...
原标题：氯硅烷精馏提纯工艺点“石”成“金”记者日前从天津大学获悉，该校化工学院科研团队将矿石中的硅元...
新职业涌现 新赛道开辟（四...
搭配服装、布置场景，旅游的乐趣和明媚的心情，在清脆的快门声中被相机记录下来，化作朋友圈的九宫格…...
林业院校校长齐聚北林大 共话林...
人民网北京5月19日电 日前，以“践行教育强国战略 林业教育的创新与突破”为主题的第六届全国林业院校...
新时代高校思政课建设内涵式发展...
人民网北京5月21日电 日前，新时代高校思政课建设内涵式发展研讨会在中国地质大学（北京）举行。来自北...
最新观测数据揭示银河系古老天体...
原标题：最新观测数据揭示银河系古老天体“秘密” 近日，清华大学李菂团队联合意大利、澳大利亚、德国等...
新型基因编辑工具精准嵌入完整基...
原标题：新型基因编辑工具精准嵌入完整基因 美国麻省理工学院与哈佛大学博德研究所刘如谦团队联合哥伦比...
全球首例人类膀胱移植手术成功
原标题：全球首例人类膀胱移植手术成功 美国加州大学洛杉矶分校健康中心和南加州大学凯克医学院的外科医...
人形机器人能否走进千家万户
原标题：人形机器人能否走进千家万户 从泰山上执行垃圾清运任务的“机器狗”，到春晚舞台上扭秧歌的人形机...
科学家成功解析全球雪豹遗传结构
原标题：科学家成功解析全球雪豹遗传结构 记者5月19日从中国科学院动物研究所获悉，该所研究员胡义波...
大连理工大学：年轻双手传承古老...
原标题：大连理工大学：年轻双手传承古老技艺“满族刺绣实用性很强，在日常生活用品和服饰上随处可见，其中...
探秘细胞再生，“生物界孙悟空”...
原标题：探秘细胞再生，“生物界孙悟空”飞入太空前段时间成功发射的神舟二十号载人飞船有一些“神秘乘客”...
首届“中社杯”全国大学生社会服...
人民网北京5月20日电 （记者李依环）16日-18日，首届“中社杯”全国大学生社会服务实践技能大赛决...
《中华人民共和国经济史（194...
人民网北京5月19日电 （记者孙竞）近日，教育部组织中国人民大学编写的《中华人民共和国经济史（194...
第二届首都高质量健康老龄化国际...
人民网北京5月19日电 （记者郝孟佳）18日，第二届首都高质量健康老龄化国际会议在京召开。本届会议以...
中国政法大学召开高素质纪检监察...
人民网北京5月19日电 （记者孙竞）18日，高素质纪检监察人才培养课程建设专家研讨会在中国政法大学召...
我学者提出全新DNA存储系统
原标题：我学者提出全新DNA存储系统记者19日从天津大学获悉，该校应用数学中心的吴华明教授团队在DN...
一种小分子可精准阻断细胞凋亡
原标题：一种小分子可精准阻断细胞凋亡 澳大利亚沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所科学家发现了一种小分子...