本報訊（記者(zhe) 陳(chen)婉婉）記者(zhe)5月12日從(cong)188bet足球獲悉，該校俞書宏(hong)院(yuan)士(shi)團隊制備出了一種結構功(gong)能(neng)一體化(hua)設計的(de)仿珍珠母復合材料(liao)(liao)。該復合材料(liao)(liao)不(bu)僅具(ju)(ju)備獨特的(de)顏色(se)可調性和優異(yi)的(de)透波性能(neng)，同時實現了輕量(liang)化(hua)、高強(qiang)度、高韌(ren)性以及出色(se)的(de)抗沖擊(ji)性能(neng)。該研(yan)究為研(yan)發兼具(ju)(ju)隱身與防護功(gong)能(neng)的(de)仿生(sheng)材料(liao)(liao)提供新思路。相關研(yan)究成果發表(biao)于《先進材料(liao)(liao)》。
現代(dai)工(gong)業對防(fang)護結構材料(liao)的(de)設計(ji)提出了多維(wei)度的(de)性(xing)(xing)能要求。在實現輕量化的(de)同時，必須兼顧優異的(de)力學性(xing)(xing)能，針對不同應用場(chang)景還要有特(te)殊功(gong)能。例如，通信設備的(de)外(wai)部防(fang)護殼體需兼具出色的(de)機械(xie)性(xing)(xing)能與優異的(de)透波(bo)性(xing)(xing)能。
自(zi)然(ran)界中(zhong)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)鎧甲通過相應的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)策略(lve)既(ji)保持防(fang)御所需的(de)(de)(de)機械強度，又能實(shi)現(xian)(xian)(xian)與周圍環境色度匹配的(de)(de)(de)偽裝(zhuang)效果(guo)。其中(zhong)，珍(zhen)珠母憑借其精(jing)密的(de)(de)(de)多級(ji)微觀結構展現(xian)(xian)(xian)出遠超組(zu)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)斷裂(lie)韌(ren)性，為人工材(cai)料設(she)(she)計(ji)提供了重要的(de)(de)(de)仿生(sheng)(sheng)啟示(shi)。然(ran)而，如何將(jiang)這種自(zi)然(ran)界結構設(she)(she)計(ji)有(you)效應用于工程材(cai)料體(ti)系(xi)，特別是在(zai)具有(you)優(you)異力(li)學性能的(de)(de)(de)前提下實(shi)現(xian)(xian)(xian)功能集成(cheng)(cheng)，仍(reng)然(ran)是亟待解(jie)決的(de)(de)(de)一個瓶頸。
研究團隊提(ti)出了(le)(le)(le)一種(zhong)雙氧化(hua)物界面(mian)設(she)計策略(lve)(lve)，通(tong)過自蒸發組(zu)裝與高(gao)溫燒結的(de)(de)(de)方式制(zhi)備出了(le)(le)(le)新型仿(fang)珍珠(zhu)母氧化(hua)鋁陶(tao)瓷(ci)基復合材料。該設(she)計策略(lve)(lve)通(tong)過構建(jian)氧化(hua)鋁微米(mi)(mi)片(pian)之(zhi)間的(de)(de)(de)礦物橋結構，顯著(zhu)提(ti)升(sheng)了(le)(le)(le)機械強度和韌性，同時利用(yong)(yong)固相反應調控(kong)組(zu)裝微米(mi)(mi)片(pian)界面(mian)化(hua)學成(cheng)分(fen)實(shi)現了(le)(le)(le)可(ke)控(kong)著(zhu)色。研究結果表明，這種(zhong)仿(fang)生(sheng)復合材料的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)韌性是商用(yong)(yong)氧化(hua)鋁陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)3倍以(yi)上；其吸收(shou)的(de)(de)(de)沖擊能量達(da)到商用(yong)(yong)氧化(hua)鋁陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)4倍以(yi)上。
基于珍(zhen)珠母結構的(de)啟發(fa)，研究(jiu)團(tuan)隊進一步提出一種電磁波(bo)(bo)傳輸設計(ji)理念，其高效透(tou)波(bo)(bo)性能(neng)來源于層狀陶瓷框架與低介電常數聚合物形成的(de)微米級透(tou)波(bo)(bo)通道、無定形二氧(yang)化硅(gui)礦物橋以及(ji)單晶氧(yang)化鋁微米片的(de)光軸垂直(zhi)取向(xiang)。因此，該結構設計(ji)實現了(le)力學性能(neng)與透(tou)波(bo)(bo)性能(neng)的(de)協同增強。
安徽日報 2025年05月19日 版(ban)次06
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