近日,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领研究团队首次发现了大熊猫牙齿能够实现自修复,这为新型仿生材料研发提供了新思路,并在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导电接触材料等方面研究取得新进展。
据介绍,熊猫牙釉质界面中的天然有机质,在水合条件下会发生溶胀,进而发生高分子链柔性提高、玻璃化转变温度降低等转变现象,从而实现牙釉质的自修复,而熊猫唾液中的水分子能够对自修复效应起到显著的促进作用。研究团队首次提出了新型材料组织结构取向梯度的概念与设计原则,即通过调整自身的组织结构与所受外力之间的取向关系,实现材料抗拉又抗压,从而提高材料整体的力学性能。
此外,该研究组还阐明了熊猫牙齿的主要种类、形式以及组织结构特征,从材料科学与力学角度揭示出其同步实现进攻与防护效果的性能优化机理,从而提炼出共性的仿生材料设计原则。
(郝晓明)