制备和应用自然启发的高性能机械材料
Jiandong Cui1, Yan Xia2, Yingqing Yu3
1The Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130025, China; CRRC ChangChun Railway Vehicles., LTD, Changchun 130025, China.
Acta biomaterialia
|January 11, 2025
概括
本综述探讨了以自然材料为灵感的仿生复合材料. 这些先进的材料为各种应用提供了卓越的强度,性和轻量特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 天然材料表现出特殊的机械性能,如强度,抗冲击性和断裂性.
- 人造材料通常与天然物质的性能相比不足.
- 仿生复合材料利用大自然的设计来进行先进的材料开发.
研究的目的:
- 审查最近关于生物模拟复合材料的研究.
- 分析构成,微观结构和界面特征如何影响机械性能.
- 突出生物模拟材料在各种行业中的潜力.
主要方法:
- 关于生物模拟复合材料研究的文献综述.
- 分析自然结构 (例如,软体动物,骨,昆虫外骨) 以获得设计灵感.
- 制造技术的评估,包括传统和机器学习方法.
主要成果:
- 蜂巢等自然结构为轻量级和抗冲击设计提供了灵感.
- 纤维材料,如蜘蛛蛋白质,提供灵活性和耐用性.
- 结合软硬元件可以提高抗冲击生物模拟材料的强度和性.
结论:
- 仿生复合材料为优质,多功能和环保材料提供了一条道路.
- 生物材料的创新可以促进可持续的材料科学.
- 应用范围包括运输,机械工程,建筑和生物医学.


