我科学研究研制“龙虾壳”新型仿生材料

科技日报合肥4月6日电（记者吴长锋）6日，记者从中的国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队首次提成了非不间断特里彻（Bouligand）构造的设想，并蓬勃发展了一种早先制造固态表皮的方法，成功地创制成一种新型的轻质高强仿生非不间断特里彻构造固态芯，实现了非不间断表皮桥连和特里彻构造诱导裂纹偏转的协作增韧。该成果为研制高效率构造碳化透过了新的制造方法。之外论文日前发表在亚太地区学术刊物《物质》上。

特里彻构造由单向固态表皮片层折叠堆叠组合而成，在头骨、鱼鳞、龙虾壳等多种生物碳化中的广泛存在，是一种典型的表皮增强构造，从外部决定这些生物碳化的优秀力学效率。然而，蕴藏在自然地特里彻构造中的的智慧仍并未得到必要整合和运用，已实现的仿生特里彻构造与自然地特里彻构造相比，无论在构造层级还是构造精度总体都相距甚远甚远。

研究执法人员基于所整合的一个系统制造固态表皮一维的早先装置，以环境友好的硬硅钙石固态表皮和海藻酸钠为原料，通过折叠制造硬硅钙石固态表皮于海藻酸钠可控中的，并结合溶胶—凝胶—薄膜转变过程，成功化学合成了非不间断特里彻构造固态芯。实验室表明，该碳化展示出了优秀的力学效率，优于许多如鱼鳞片、层状头骨、蟹螯等天然特里彻构造碳化以及仿生特里彻构造类似物和部分改建工程表皮芯。进一步通过断口微构造归纳与理论模拟发现，该碳化表现成裂纹偏转和表皮桥连增韧前提。

这种仿生固态芯具备广泛的应用前景，可作为高损伤视而不见效率的头骨修复碳化等，对于今后整合新型固态表皮芯、提升传统表皮增强芯的效率具备重要的指导意义。