Benlian ZHOU International Centre for Materials Physics
,
Institute of Metal Research
,
Academia Sinica
,
Shenyang
,
110015
,
China
材料科学技术（英）
A series of superior properties will make composites the most important structural materials in the next century.But they are difficult to design owing to the complexity of structure and processing. Biomaterials had been naturally selected and evolved for millions of years,a great variety of their ra- tional composite structures could be taken as our reference in the biomimetic design of composite materials.There are many difficult problems in the current study on composite materials such as: brittleness of continuous fibers and difficulties in interface design;easy pull-out of short fibers from matrix causing failure in reinforcing;being less easy in selecting the aspect ratio of whiskers and dif- ficulties in finding the way of toughening composites of ceramic matrices as well as the way of heal- ing inner damages.After describing the distinct composite features,the functional adaptability and self-healing ability of biomaterials,several examples o.f biomimetic design of composite materials have been listed in this paper:the optimum design of composites simulating bamboo structure;the fine structure of bamboo fibers;the dumb-bell model simulating animal bone;the model on the pull-out of fiber with fractal-tree structure and some tentative works on the healing of inner damage in composite materials The methodology of biomimetic design and its future have been given at the ast part of this paper.
关键词:
composite material
,
null
,
null
孙彩玲
,
杨森
,
王明润
,
王三军
,
王晓龙
材料导报
简要介绍了化学仿生法的特点、沉积机理及其在硬植入材料表面改性中的应用概况,回顾了国内外关于化学仿生法制备生物活性涂层的研究现状.制备的生物活性涂层较薄、生长速度较慢是制约化学仿生法实际应用的主要因素,而采用与微弧氧化等表面改性技术相结合的复合化处理是将来制备生物活性涂层的发展方向.
关键词:
钛合金
,
化学处理
,
羟基磷灰石
,
仿生法
曾戎
,
刘宏伟
,
屠美
,
赵剑豪
,
查振刚
,
周长忍
高分子材料科学与工程
通过天然阳离子型高分子壳聚糖与三聚磷酸钠的静电自组装,制备模仿细胞外基质纳米结构的仿生壳聚糖基纳米纤维.研究了介质、壳聚糖浓度、反应物比例、添加胶原等因素对自组装复合产物的影响;并采用透射电镜、X射线衍射和红外光谱等技术表征了纳米纤维的结构.结果表明,介质对壳聚糖基纳米复合物的结构和形态的影响很大;以己二酸溶液为介质,在温和条件下,可获得结构可控的壳聚糖基纳米纤维,有望用于构建模仿天然细胞外基质的组织工程支架.
关键词:
壳聚糖
,
静电自组装
,
仿生
,
纳米纤维
喻华兵
,
汪存东
,
李瑞丰
高分子材料科学与工程
以纳米二氧化硅(SiO2)和不同有机硅含量改性的聚氨酯(PU)为原料,以乙酸乙酯为分散剂,采用简单的喷涂工艺,通过仿生的方法制备出与荷叶表面结构相似的SiO2/PU微-纳米复合涂层.用扫描电镜(SEM)对涂层表面进行了表征,研究了SiO2与PU的质量比以及有机硅含量对涂层表面结构及接触角的影响,并考察了涂层结构的稳定性,分析了涂层的形成机理和结构特点.结果表明,涂层表面具有与荷叶表面相似的微-纳米结构,SiO2与PU的质量比在4∶5至3∶5之间,有机硅质量分数大于15％时,涂层的水接触角为158°,滚动角为3°,具有超疏水特性,并且结构稳定,测试胶带剥离6次后,涂层仍具有超疏水特性.
关键词:
仿生
,
超疏水
,
复合涂层
,
微-纳米结构
,
聚氨酯
王泽虎
,
曾戎
,
屠美
,
赵剑豪
高分子材料科学与工程
采用Antherton-Todd反应合成了两种胆碱磷酰化偶联壳聚糖衍生物——带双正电荷的N-二胆碱磷酰化偶联壳聚糖（N-PC＋Cs）和两性的N-磷酸胆碱磷酰化偶联壳聚糖（N-PCCs）,并用核磁共振波谱（NMR）和红外光谱（IR）表征其化学结构。由1H-NMR谱得到N-PC＋Cs的取代度为30.9%,N-PCCs的取代度为32.6%。X射线衍射谱（XRD）和热分析的结果表明,与壳聚糖相比,N-PC＋Cs和N-PCCs的结晶性和热稳定性都显著降低。水溶性试验表明,两种仿生衍生物在中性水溶液中都表现出良好的溶解性,有望用于药物/基因传输系统载体。
关键词:
壳聚糖
,
胆碱
,
仿生
,
Antherton-Todd反应
杨潇
,
贾二鹏
,
易世雄
,
冉小琪
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.15.004
将儿茶酚(catechol)接枝到聚乙烯醇(PVA)侧基上，得到改性聚乙烯醇(m-PVA)，以模拟贻贝类分泌的黏附蛋白液。通过(UV-spectra)、(FT-IR)及(H 1 NMR)证实了 m-PVA 的大分子结构，并计算出接枝率大约为10％。此外，通过热失重分析(TG)表征了 m-PVA 的热稳定性能。对于模拟贻贝类黏附凝胶的形成机理，通过 UV-spectra 研究了 m-PVA 在不同pH 值条件下对三价铁离子(Fe3＋)的络合作用及所形成的黏附凝胶，以及在高碘酸钠(NaIO 4)的氧化下，通过化学交联得到的具有黏附性质的凝胶。通过本文的初步研究，最终合成出具有一定黏附性质的 m-PVA凝胶，在一定程度上对贻贝类黏附凝胶进行了仿生。
关键词:
贻贝
,
仿生
,
黏附
,
聚乙烯醇
丁珊
,
唐敏健
,
周长忍
,
田金环
,
李立华
材料研究学报
以壳聚糖、羟基磷灰石为基材制备了胆固醇/卯磷脂/壳聚糖/羟基磷灰石（Chol/PC/CS/HA）复合材料,研究了胆固醇与卯磷脂的协同作用对壳聚糖模板中羟基磷灰石显微结构的影响。结果表明：随着不同比例胆固醇与卯磷脂的加入,羟基磷灰石的形貌由球状向棒状转变,当卯磷脂与胆固醇的比例为5：1时复合材料体系中羟基磷灰石的显微形貌和尺寸与天然骨组织接近;而没有胆固醇和卵磷脂作用的壳聚糖模板中主要以无定形的片状为主。这表明,胆固醇和卯磷脂的存在影响了羟基磷灰石的显微结构,有利于形成不同显敞结构的羟基磷灰石。
关键词:
复合材料
,
生物仿生
,
显微结构
,
羟基磷灰石
,
壳聚糖
