张旺
,
顾佳俊
,
苏慧兰
,
张荻
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.09.01
传统设计与制备技术手段往往难以实现预期精细结构与功能构筑,从而限制了材料结构-性能之间新现象的发现与新机理的建立.借用经亿万年自然优化的生物自身多层次、多维和多尺度的本征结构为模板,通过物理和化学手段,在保留生物精细分级结构的同时,置换生物模板的化学组分为所需功能组分,利用生物精细结构与人工组分之间的耦合关系,可制备既遗传自然生物精细形态,又有人为赋予特性的新材料——遗态材料.围绕具有蝶翅精细结构的遗态光功能材料,分别以金属-半导体功能蝶翅的红外吸收增强及光热转换、金属功能蝶翅的表面等离子体拉曼增强为例,介绍了遗态材料的设计思路、制备方法、性能表征及相关机理探索过程.相关思路与方法为解决分级精细结构难以制备的难题提供了新途径,并为新材料构型设计提供了前瞻性思路和原理验证.
关键词:
遗态材料
,
分级结构
,
光功能材料
,
仿生材料
刘庆雷
,
刘元超
,
张旺
,
顾佳俊
,
范同祥
,
张荻
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.07.01
经过自然界的长期选择和进化,很多生物形成了多维、分级的精细结构,从而辅助其实现一种或数种功能目的.这为新型功能材料的设计和开发提供了很好的借鉴,因此近些年来研究并模仿生物结构,已成为新材料研究的主要热点之一.然而,由于多数生物结构非常精细复杂,因此直接采用传统的人工方法很难制备出类似的结构.遗态方法通过直接以生物结构为模板,选择合适的物理化学方法,在保持模板精细分级结构的同时,将框架成分转化为目标材质,可制备具有生物精细分级结构的新型功能材料.文章从遗态的思路和原理出发,给出了几种常用的制备方法,并介绍了近几年来基于几种典型生物结构的遗态材料研究进展,以及在光响应、光催化、电磁波吸收、气敏等相关领域的功能探索.
关键词:
遗态材料
,
功能材料
,
生物结构
,
复合材料
