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              全球頂尖仿生材料研究團隊及其近期進展梳理

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              樓主 2020-01-31 12:04:29
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              自然進化使得生物材料具有最優化的宏觀和微觀結構、自適應性和自癒合能力以及優異的機械性能、潤濕性、粘附性等多種特點。仿生材料,通常是指模仿生物的運行模式和生物材料的結構規律而設計製造的人工材料。根據仿生材料所針對的天然生物材料的不同特性,仿生材料可以包括仿生高強度材料、仿生超親水/超疏水材料、仿生高黏附材料、仿生智能薄膜材料以及仿生機器人等。


              仿生材料來源於對天然材料的模仿,又與實際應用關係密切,比如根據荷葉不會粘上水珠這一現象仿生製備了超疏水薄膜、通過仿生牙釉質微觀結構製備堅韌仿生材料用于飛行器等。


              仿生材料的研究起源於對天然材料的詳細考察,其中明確天然材料的宏觀、微觀結構與特定性質和功能之間的關係成為製備仿生材料的必經之路。經過近些年仿生材料領域科學家的努力,荷葉表面、豬籠草、蜘蛛絲、水黽腿部等的微觀結構都已經被揭示出來,並成為設計製備仿生材料的重要指導依據。但是,受限於材料合成方法,仿生材料在微觀結構的複雜程度方面仍與天然材料存在差距,導致人工合成的仿生材料結構相對簡單,一定程度上限制了仿生材料的性能。此外,功能複雜的天然生物材料、組織以及器官(比如人工血管、人工皮膚)等的仿生需求對仿生材料的設計合成提出了更高的挑戰。


              儘管如此,仿生材料的合成及功能研究目前正處於一個蓬勃發展的階段,國內外研究小組對仿生材料及其應用的研究熱情居高不下,而且仿生材料已經初步進入商業開發階段。本文將結合部分國內外頂尖仿生材料研究團隊及其研究進展,對仿生材料的研究現狀和發展情況進行闡述。


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