仿生体系的分子组装研究取得新进展

生命体系中诸多基本结构单元在特定的环境下能自发地进行自组装,形成各种各样的纳米结构.自组装是构建新型的超分子结构的一个强有力的手段,它是通过分子间的弱作用力来实现的,例如氢键作用、静电作用、疏水     

仿生结构及其功能材料研究进展

种类繁多的生物界经过45亿年长期的进化其结构与功能已达到近乎完美的程度, 实现了结构与功能的统一, 局部与整体的协调和统一. 仿生设计原理为创造新型结构及功能材料提供了新的方法和途径, 向自然学习是新材料发展的重要源泉. 近年来, 仿生结构及其功能材料受到越来越多的关注, 本文结合作者课题组的相关工作, 就光子晶体材料、仿生空心结构材料、仿生离子通道、仿蜘蛛丝超韧纤维、仿生特殊浸润性表面、仿生高强超韧层状复合材料、仿生高黏附材料及其他仿生材料的研究现状进行简要的综述, 并概要展望了其发展趋势.     

超硬材料研究新进展

超硬材料由于在工业领域的重要应用而受到全世界的广泛关注.1955年美国科学家Hall合成金刚石和1957年美国通用电气公司科学家Wentorf合成立方氮化硼被认为是超硬材料发展史上的两个里程碑.然而,金刚石不能用来切割钢铁,苛刻的合成条件使立方氮化硼的价格非常     

我国研制出有望替代塑料的仿生材料

塑料制品给现代生活带来便利,也造成环境污染.近期,中国科学技术大学俞书宏院士团队运用仿生结构设计理念,发展出一种被称为"定向变形组装"的新材料制造方法,将纤维素纳米纤维和二氧化钛包覆的云母片复合,制备出具有仿生结构的高性能可持续结构材料.     

超级电容器电极材料研究新进展

随着社会经济的发展,人们对绿色能源和生态环境越来越关注.超级电容器作为一种新型储能器件,日益受到重视.与目前广泛使用的各种储能器件相比,超级电容器电荷存储能力远高于物理电容器,充放电速度和效率又优于一次或二次电池.此外,超级电容器还具有对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点.超级电容器与氢动力汽车、混合动力汽车和电动汽车的发展密切相关,与燃料电池、锂离子电池等能量供给器件相结合,能够满足启动、爬坡等条件下的瞬时高功率需求.     

从形似到神似--新一代的仿生材料

莲花为何出污泥而不染?海豚等身上为何不附着生物?鲍鱼壳的强度为何极高?昆虫何来质轻而坚硬的外壳?有“感觉”的材料是怎么回事……     

再生混凝土材料与结构研究新进展

再生混凝土是指将废混凝土块经过破碎、清洗与分级后,按一定的比例与级配混合形成再生骨料,部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混凝土。再生骨料混凝土技术可实现对废混凝土的再加工,使其恢复原有的性能,形成新的建材产品,从而既能使有限的资源得以再利用,又解决了部分环保问题。     

从脑波游戏到仿生义肢——靠意念操控行为的新进展

手脚一动不动,仅凭意念就可以让眼前的小球浮起或落下;不用任何键盘、鼠标,屏幕上的跑车就会随心所欲地冲上赛道,一决雌雄……如此超人一般神奇的画面不是科幻小说中的情节,也不是好莱坞拍摄＂未来世界＂的片场,而是利用脑波操控的一种超现实版游戏。     

热电材料、器件设计和应用新进展

热电效应是能够把热能和电能相互转换的一种耦合效应.利用这一物理效应可以实现固体制冷和发电.目前,具有优良热电效应的材料通常是半导体合金材料,在制冷方面的应用技术成熟,但在发电方面的实际应用仍局限于太空能源.近几年出现了锰酸钙和铜铁矿结构等氧化物新型热电材料.人们利用不同的制备工艺,调控材料的微结构,改善氧化物材料的热电...     

中国科学家在大块非晶材料领域的新进展

块体金属玻璃是通过现代冶金的方法, 抑制合金熔体的形核和长大, 保持液态的长程无序结构, 从而获得具有与玻璃类似结构的合金材料(称之为非晶化或玻璃化). 因而, 块体金属玻璃是兼有液体和固体、金属和玻璃特征的金属合金材料. 它具有许多独特、优异的物理、化学性能. 研究发现, 几乎所有的物质都可以被玻璃化, 但使金属合金玻璃化是最困难的, 因为金属合金的形核和长大过程非常快, 很难控制[1,2]. 因此, 虽然玻璃材料的制备和发展历史已有几千年, 但金属玻璃的历史只有几十年. 而且由于金属玻璃具有非同寻常的力学、物理和化学性能, 自它诞生以来就受到人们的广泛重视. 短短的几十年间, 金属玻璃已经在很多领域得到广泛应用. 同时, 金属玻璃材料的出现拓展了凝聚态物理的研究内容和视野, 金属玻璃为研究很多凝聚态物理问题提供了模型材料, 玻璃物理或非晶态物理已成为材料和凝聚态物理领域的前沿课题之一.     

可控释淫羊藿苷的仿生组装骨诱导修复材料

中药来源的植物黄酮淫羊藿苷具有良好的成骨药理活性, 其来源广泛、价格低廉、性质稳定, 有望作为一种新的成骨因子应用于骨组织工程研究. 本研究采用原位复合和冷冻干燥技术, 探索性地仿生构建了淫羊藿苷-壳聚糖/羟基磷灰石(淫羊藿苷-CS/HA)复合材料, 并对其物理特征、力学性能、体外细胞相容性、药物控释行为和原位骨缺损修复进行了研究. 结果表明: 淫羊藿苷载药过程对CS/HA复合材料的物理结构无显著影响, 对其力学性能的影响与载药剂量相关; 该材料细胞相容性良好, 可诱导人骨髓间充质干细胞向成骨方向分化; 在体外释药缓慢, 对所载淫羊藿苷的控释时间可达90 d以上; 另外, 体内骨修复试验亦证明该材料具有良好的骨传导性和骨诱导活性, 能有效填充骨缺损并促进早期成骨. 这些结果都说明淫羊藿苷-CS/HA复合材料是一种理想的骨组织工程诱导修复材料, 其制备方法可为载药支架材料研究提供新的思路.     

仿生机器鱼

据悉,经过上亿年进化的鱼类在推进效率、灵活性、可操纵性等方面,具有超越任何人造水面和水下运载器的优越性,一直为仿生科学家所关注。目前许多先进国家都十分重视鱼形机器人的研究,美国和日本都在这一领域取得了重要成果。日本三菱重工就研发出用于观赏的机器鱼,市场售价达到每条1000美元。我国的一些科研单位也致力于相关的研究。今年初,北京航空航天大学机器人研究所和中国科学院成功研制成名为SPC—Ⅱ仿生机器鱼,这条特殊的“大鱼”也成了我国第一条可实际应用的仿生机器鱼。在大风大浪中安然行进SPC—Ⅱ仿生机器鱼身长1.23米,通体…     

虚拟人 仿生人

中国的虚拟人技术“数字化虚拟人”有三个阶段:第一阶段是“虚拟可视人”即“几何人阶段”,把实体变成切片,然后在计算机中变成三维的,但没有生理变化,在医学上的应用也是有限的。第二阶段是“虚拟物理人”,可以模拟各种交通事故对人体造成的意外创伤开展实验研究,以及防护措施的改进,它是有功能的。这个阶段的虚拟人就像真人一样,骨头会断。血管会出血。第三阶段是“虚拟生物人”,可以用于研究人体疾病的发生机理,预测疾病发展规律,以及进行各种新药的筛选等。     

仿生无人驾驶飞行器

美国亚利桑那大学的科研人员正在研发一种模仿鸟类及蜜蜂飞行的无人驾驶飞行器。这种飞行器能在空中长久停留,不受气流突变的影响。研究人员在买验室设计出一种电脑控制系统,既可使飞行器长久停留空中。又可作为安全导航系统,使飞行器安全穿越狭小空间,这与蜜蜂在回巢时的情况相似。此外,他们还模拟鸟类飞行原理,设法使飞行器从阵风及热流中吸收能量。这与传统设计大不一样,因为传统控制系统是要抵消空气中的乱流。     

有机小分子纳米光功能材料的制备研究取得新进展

受分子间作用方式的限制,有机小分子材料的熔沸点较低且易升华,多数无机纳米材料的制备方法并不适用于有机纳米材料．因此有机纳米材料,尤其是有机纳米晶体材料的制备受到限制．探索有机纳米晶体材料新的、普适性的制备方法以及研究结晶性对有机纳米材料光电性能的影响,已经成为纳米材料领域新的研究热点．