【科技前沿】
将为未来新型柔性耐疲倦材料设计供应新思路
光明日报合肥6月23日电 丁一鸣从中国科学技能大学获悉，该校俞书宏院士团队联合吴恒安教授团队成功揭示了双壳纲褶纹冠蚌铰链内的可变形生物矿物硬组织的耐疲倦机制，提出了一种多尺度构造设计与身分固有特性相结合的耐疲倦新策略，为未来耐疲倦构造材料的合理设计和制备供应了新的见地。干系研究成果6月23日揭橥在国际学术期刊《科学》上。
在这次研究中，研究职员探明了河蚌铰链中折扇形组织的设计事理，创造这种生物组织在河蚌双壳重复打开和关闭运动期间，可以承受较大的变形，同时能长期保持构造和功能的稳定，纵然经由150万次循环，这种生物组织仍能稳定发挥浸染并且没有表现出明显的疲倦行为。
将自然事理真正“为我所用”并不随意马虎。早在2013年，这项研究就已经在俞书宏的辅导下开始进行，至今已持续了10余年。
为了研究这种生物质料的组成、构造以及这二者与材料终极性能之间的关系，研究团队利用数学近似的方法对河蚌铰链在变形过程中的状态进行仿照。经由一次次履历积累，终极成功揭示了河蚌铰链内的可变形生物矿化组织的耐疲倦机制，探明了河蚌铰链组织从宏不雅观到微不雅观风雅构造的力学行为，并给出了贝壳铰链组织的多尺度构造与耐疲倦性能之间的清晰而令人信服的物理图像描述。
大自然独特的设计原则，授予了河蚌铰链组织高变形性、高耐疲倦性。这次研究已成功揭示了个中机制，将为今后柔性功能材料的组装设计供应一种全新的仿生模型，为延长材料利用寿命供应了新的办理方案，对未来柔性耐疲倦材料的研制具有主要辅导意义。
随着近年来小型智能化可穿着电子设备的发展，产品柔性化已成趋势。可以说，柔性性能是未来产品开拓的主要方向之一，折叠屏手机已经逐渐融入我们的日常生活。不过，要想真正实现可靠的柔性性能，目前还存在亟须办理的问题。而这种从河蚌铰链可变形生物矿物中提取的耐疲倦构造设计谋略，对付须要利用脆性基元、但又不得不承受一定形变的柔性功能材料的创制具有普遍辅导意义。
俞书宏表示，仿生材料未来发展前景非常广阔，通过全新的设计理念，能创制出新的具有更优胜性能的新材料，在航空航天、特种环境、防护等领域发挥出独特的功能和运用代价，这也是团队未来连续努力的主要方向。
《光明日报》（ 2023年06月24日 03版）
