俞書宏課題組再推輕質(zhì)高強(qiáng)韌納米纖維素仿生結(jié)構(gòu)材料
近日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏院士團(tuán)隊(duì)成功研制了一類天然納米纖維素高性能結(jié)構(gòu)材料，其密度僅為鋼的六分之一，而比強(qiáng)度、比韌性均超過(guò)傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料。這種新型全生物質(zhì)仿生結(jié)構(gòu)材料有望替代現(xiàn)有的工程塑料，具有廣泛的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上。
俞書宏喜歡自然界的礦物質(zhì)和動(dòng)植物，更喜歡琢磨它們的結(jié)構(gòu)。無(wú)論是貝殼、珍珠，還是北極熊、爬山虎，都成了他的研究對(duì)象?！按笞匀槐旧砭褪且粋€(gè)神奇的魔術(shù)師，它能給材料設(shè)計(jì)帶來(lái)很多啟發(fā)?！庇釙晏寡裕祟悜?yīng)該感恩大自然的啟示。
碳酸鈣在自然界隨處可見(jiàn)，很多人認(rèn)為沒(méi)啥可做，但俞書宏從2002年回到中國(guó)科大工作后，一直在跟碳酸鈣打交道?！罢渲槟甘秦悮ぶ械膬?nèi)層材料，與珍珠具有相似的組成和結(jié)構(gòu)，通常含有95%以上的碳酸鈣。但這種碳酸鈣并不是傳統(tǒng)意義上的粉末，它形成了一種特殊的結(jié)構(gòu)?！庇釙晖嘎?，他的研究就是從一個(gè)側(cè)面來(lái)模仿貝殼、珍珠、骨骼等結(jié)構(gòu)，制備出性能可以與自然界依靠生命體創(chuàng)造的材料相媲美的新材料。這種仿珍珠母材料的化學(xué)組分、結(jié)構(gòu)，與天然珍珠母相似，力學(xué)性能相當(dāng)，密度更低，具有優(yōu)越的抗斷裂性能，研究成果登上世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。如今，這些從小小“碳酸鈣”中誕生的新材料，已在航空、航天、軍事、國(guó)防、民生等領(lǐng)域大展身手。
受北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，俞書宏團(tuán)隊(duì)成功研制出一種新型輕質(zhì)保溫隔熱材料，未來(lái)有望在建筑和航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。模仿竹節(jié)的結(jié)構(gòu)，他們團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種“脈沖式軸向外延生長(zhǎng)”方法，成功制備出納米“竹子”，這種新型半導(dǎo)體納米材料可以將太陽(yáng)能制氫效率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，為開(kāi)發(fā)新型高效太陽(yáng)能制氫材料提供了新途徑?！爱?dāng)前，我們還在模仿骨骼生長(zhǎng)方式研發(fā)新材料，有望高度重現(xiàn)骨骼的強(qiáng)度和韌性，有效避免材料植入人體的排異反應(yīng)，改變這一材料依賴進(jìn)口的局面?！庇釙晖嘎丁?br style="color: rgb(102, 102, 102); font-family: 微軟雅黑, 宋體; font-size: 12px;"/>
2019年11月22日，中國(guó)科學(xué)院公布2019年新增選院士名單，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心納米材料與化學(xué)研究部主任俞書宏榜上有名。被譽(yù)為材料“魔術(shù)師”的俞書宏，自2002年回國(guó)以來(lái)，一直從事無(wú)機(jī)合成化學(xué)研究，在無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域取得了突出成就，成功礦化合成了人工珍珠母等多種神奇的新材料?！叭脒x院士是對(duì)我的鼓勵(lì)，看到自己的研究成果得到國(guó)內(nèi)外同行的認(rèn)可，特別開(kāi)心?！庇釙瓯硎荆窈髮⒁蝗缂韧刈龊没A(chǔ)研究，努力為國(guó)家研發(fā)出更多急需的新材料。
來(lái)源：中國(guó)粉體網(wǎng)