仿生材料设计与制备的研究进展

自然界中一些生物体的优异结构和特性给人类在不断制造和更新新型材料的过程中带来灵感和启发．根据这些生物体的优秀特征综述仿生材料的主要设计思想和方法，重点分析目前一些典型仿生材料如仿生复合材料、仿生陶瓷材料、仿生纳米材料和仿生涂层材料等设计和制备研究的新进展和存在的困难，并提出一些新的材料设计思想方法和制备的模型，对仿生材料的设计和研究等均具有指导意义，最后则展望了仿生材料的发展前景．     

TiO2光催化反应活性研究进展

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,本文对TiO2光催化技术研究现状及反应机理进行了综述。重点介绍了纳米TiO2晶型、粒子尺寸、表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体的复合、表面羟基等因素对TiO2光催化活性的影响,并分析了纳米TiO2光催化技术所面临的问题。     

木材仿生制备生物结构陶瓷研究进展

 以自然界的生物为模板,利用仿生学原理,通过有机-无机转化,获得具有生物结构的陶瓷材料已成为设计、合成材料新的方向。这种生物结构陶瓷材料在光、电、磁、力学方面表现出优异的性能,具有巨大的发展潜力和广阔的应用领域。本文介绍以木材为模板制备生物结构陶瓷的研究现状、制备方法和性能特点。     

OB纳米结构仿生及光学特性研究进展

纳米微结构具有对光线进行调制的能力,在新型光电子和光子器件方面已显示出广泛的应用前景,而不同类型光学尺度纳米微结构的人工制备却始终是一个难点．从纳米仿生角度对利用生物模板构筑人工纳米微结构的制备手段和研究现状进行分类阐述;随后着重介绍了近年来出现的一种新型纳米结构仿生制备方法,即利用原子层沉积技术实现对生物模板纳米结构的三维复制和原子尺度的精确生长控制;最后探讨了仿生纳米结构的光学特性和潜在光学应用．     

仿生矿物材料的研究现状

近年来,随着仿生矿化的研究不断深入,研究思路和方法都有了较大的进步,文章主要介绍了生物矿物的种类、生物矿化的过程和简单机理以及生物矿物材料的研究现状。     

钛酸铟光催化材料的研究进展

开发高效稳定的半导体光催化材料是推动半导体光催化技术应用发展的一个关键问题.钛酸铟作为一种新型的光催化材料,其所具有的特殊晶体结构使其具有优良的光催化性能,可被广泛应用于水分解、有机污染物降解和气体传感器等领域.本文阐述了钛酸铟材料在制备技术及各应用领域的研究进展,并对这类材料的未来发展进行了展望,期望能为相关研究人员...     

仿生材料研究综述

生物与环境长期相互作用下形成了优异的功能与完美的结构,新型材料的发展对于推动社会进步的重要性不言而喻。仿生科学作为新型结构功能材料的研发新思路得到突破性发展。从一些天然材料的复合结构和优异功能出发,介绍了仿生材料的特点及其研究领域的一些成果。天然复合材料优良的力学性能,与材料的微观结构有显著直接关系。以天然材料作为设计思维的来源制作出高性能仿生材料,主要包括结构仿生材料与功能仿生材料,已经被应用于社会生产的多个领域。随着科技发展,计算机模拟作为一种高效、经济环保的设计方式,对于仿生材料发展有极大地推进作用。     

光催化技术研究进展

光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术,从半导体光催化方法、反应机理、各类污染物光催化降解的现状、提高半导体光催化剂活性的途径、光催化技术发展中存在问题等方面分别论述了半导体光催化技术现状及发展趋势.     

仿生人工骨修复材料研究

骨缺损修复材料是临床需求量最大的生物医用材料之一.自体骨和异体骨移植的局限性使得研发优异的人工骨修复材料意义重大.通过模仿天然骨本身的成分、结构特性及生物矿化过程,对材料的组成、结构进行设计与调控,可以获得新型仿生人工骨修复材料,这已成为生物材料发展的主要趋势之一.文中概述了仿生人工骨修复材料的研究进展,重点介绍本课题组的相关研究,即类骨微纳米磷酸钙矿物的仿生合成、生物医用高分子仿生纳米纤维支架的制备和具有多级孔结构的自固化磷酸钙基骨修复材料的构建.     

生物矿化与仿生材料的研究现状及展望

对于天然生物材料中的矿化组织结构和矿化机理的充分认识,可以为仿生设计与合成具有特定结构和功能的材料和器件提供理论依据。生物矿化组织的显微分级结构主要取决于生物控制的分子过程,包括晶体生核、生长,以及矿物结构的堆积方式,材料科学家和化学家首先在这一关键问题上做出了贡献。随着研究的深入,分子生物学家的加入,使这一研究已发展到细胞和基因的水平。探讨生物矿化过程中分子控制机理,即有机模板对无机晶体的调制作用,最具代表性的就是有机/无机界面分子识别理论。在此基础上给出生物矿化机理以及仿生制备的研究方向。     

微生物-无机杂化材料的研究进展

在利用微生物合成微生物-无机杂化材料的合成过程中,由于生物元素N、P等的自然掺杂,使该类材料具备了普通杂化材料所不具有的优越性能,因而研究与应用发展迅速.目前微生物-无机杂化材料已被广泛应用于抗菌剂、生物催化、光催化、污染物去除和抗肿瘤等众多领域.尽管微生物-无机杂化材料种类繁多,但根据微生物的参与方式,可将这些杂化材料分为全细胞-无机杂化材料和非细胞-无机杂化材料两类.文章依据这两类杂化材料的典型特征对其最新研究进展进行了综述,着重介绍了不同类型微生物-无机杂化材料的合成方法和应用,并对该领域研究前景进行了展望.     

碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

环境与能源问题严峻,人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋（BiOX,X为Cl、Br、I）因其独特的层状结构、优异的光学、电学性能而受到光催化领域的广泛关注。但BiOX存在光吸收不足、电子-空穴（electron-hole,e^--h⁺）快速复合、载流子浓度有限等问题而限制了它的应用。利用碳材料修饰BiOX可以极大地提升BiO X的光催化性能。简要介绍了BiOX的结构、性质、改性方案,碳材料基本类型和性质,主要综述了近几年零维,一维,二维,三维碳材料改性的BiOX光催化剂的研究进展,并分析了碳材料对BiOX光催化剂的提升机制,最后展望了碳材料改性的BiOX所面临的机遇和挑战。     

Research progress in gecko locomotion and biomimetic gecko-robots

Geckos are known for their excellent ability to climb walls and run on ceilings. Previous studies of the gecko’s locomotive and adhesive mechanisms, its neuro-sensory and neuro-modulatory systems, its fabrication of artificial setae array, and other related developments, have inspired further research on gecko-based and gecko-like robots. Key research findings in this area are reviewed in the present paper.     

Research progress in gecko locomotion and biomimetic gecko-robots

Geckos are known for their excellent ability to climb walls and run on ceilings. Previous studies of the gecko's locomotive and adhesive mechanisms, its neuro-sensory and neuro-modulatory systems, its fabrication of artificial setae array, and other related developments, have inspired further research on gecko-based and gecko-like robots. Key research findings in this area are reviewed in the present paper.     

木材仿生超疏水功能化制备方法

 超疏水表面是一类与水的接触角大于150°且接触角滞后小于10°的固体表面,其在基础研究和工业应用方面具有重大的研究和实用价值。通常情况下,超疏水表面可通过在疏水材料表面构建一定尺寸的粗糙结构或利用低表面能的物质对粗糙表面进行修饰而获得。本文综述木材超疏水表面的制备方法,主要概括了溶胶-凝胶法、水热合成法、湿化学方法、表面涂覆和溶液浸泡法等的应用情况,讨论了超疏水木质基表面研发中存在的问题,探讨了该研究领域的发展趋势。     

钙钛矿太阳能电池中电子传输层研究进展

近年来钙钛矿太阳能电池发展迅速,电子传输层在传输电子和阻挡空穴等方面起着重要作用,是钙钛矿太阳能电池效率提高的保障.文章从电子传输层的工作机理出发,介绍了目前常见的金属氧化物和有机分子材料作为电子传输材料的相关研究进展,综述了针对电子传输层的离子掺杂、界面修饰、纳米结构调整等方面的研究工作,对电子传输层今后的研究趋势进行展望.     

3个零维自由基-过渡金属配合物的合成及结构表征

在常温溶剂挥发法的条件下,利用NITpPy (2-(4-吡啶基)-4,4,5,5-四甲基-4,5-二氢-1H-咪唑-3-氧化物)和对硝基苯甲酸(Hpnba)与过渡金属离子组装,得到了3个单核零维结构、未见报道的金属-自由基配合物[M(pnba)2(NITpPy)2] {M=Co (1),Cd (2),Zn (3)}.X射线单晶衍射结果表明3个配合物为同晶结构,都为中心对称的单斜晶系C2/c空间群 (No.15).3个配合物的金属离子都位于对称反演中心,具有变形的四面体构型,分别被2个NITpPy的吡啶N原子和2个pnba-的羧基O原子占据.TGA测试表明它们都具有较好的热稳定性.另外,使用X射线粉末衍射、红外光谱、元素分析对其进行光谱表征.     

电活性聚合物驱动的仿生变色伪装技术研究进展

 电活性聚合物材料是一种具有电场响应变形的软体智能材料,其质地柔韧,变形过程与生物肌肉类似,被公认为是一种理想的人工肌肉材料。基于电活性聚合物的变色技术具有贴近生物本体特征和适用于复杂结构的应用优势,为新一代变色伪装技术的发展提供了新的方向。介绍了自然界生物的变色机理,比较了避役科生物的结构变色和头足纲生物的化学变色的区别;分析了现有仿生变色技术的现状,发现其中存在变色调控方式复杂、缺少变形适应性的特征;介绍了电活性聚合物电致变形的基本驱动机理,指出了这种类肌肉驱动变色方式存在的先进性和前沿性;比较了几种典型的电活性聚合物的变色技术及其特点,并归纳了现有研究中存在的挑战。该技术的实施有望推动新一代军事伪装装备发展,为具有环境共融特征的机器人提供应用技术支持。     

Sol-gel法制备纳米二氧化钛及其光活性能的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备出二氧化钛,并采用紫外可见光谱对其进行表征。研究了其对有机染料曙红光催化降解情况。结果表明在650℃下煅烧的二氧化钛光催化效果最好。并且讨论了助催化剂（H2O2）,溶液的pH值及光照时间对其光催化性质的影响。     

基于Ag-Pt纳米颗粒标记型C-反应蛋白免疫传感器的研制

通过置换反应水热合成法合成中空银铂纳米材料,并对其进行表征,利用它的催化活性制备了一种灵敏的标记型C-反应蛋白免疫传感器.传感器首先以中空石墨烯为固定材料将C-反应蛋白抗体固定在电极上,采用中空银铂纳米颗粒标记C-反应蛋白抗体,通过夹心法检测C-反应蛋白.在最优的实验条件下,对C-反应蛋白进行检测,其线性范围为 0.1~150ng/mL,线性相关系数为0.9643,检测限为0.02ng/mL.