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IF:79.8!吉林大学,Nature系列综述,仿生学!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-12-18 22:18
    

主要观点总结

本文主要介绍了仿生学在工程领域的重要性,特别是在材料设计领域的应用。随着对多种特性材料需求的增加,仿生(纳米)结构领域得到了巨大的发展。文章还强调了从传统的仿生学向定量仿生学发展的必要性,并介绍了吉林大学化学学院杨明教授与密歇根大学Nicholas A. Kotov教授在定量仿生学方面的最新研究成果。

关键观点总结

关键观点1: 仿生学的重要性

仿生学是工程领域的重要概念,通过对生物原型的模仿,建立分子、材料、工艺和设备的设计原则。

关键观点2: 仿生材料的发展与挑战

随着对多种特性材料需求的增加,仿生(纳米)结构领域迅速发展,但存在定性问题、有序与无序平衡问题以及不同物理性质相互制约等挑战。

关键观点3: 定量仿生学的提出

为了满足更高性能材料的需求,需要从传统仿生学向定量仿生学发展,利用泰勒展开式表达材料性质与结构参数的关系,为降低性质相关性提供指导。

关键观点4: 最新研究成果

吉林大学化学学院的杨明教授与密歇根大学Nicholas A. Kotov教授在Nature Reviews Materials上发表了题为“Quantitative biomimetics of high-performance materials”的评述文章,讨论了设计复杂仿生材料的方法,并提出了基于泰勒级数的框架来量化不同性质间的相互依赖性。

关键观点5: 文章中的研究方法和界面利用

文章讨论了利用界面化学和物理学来设计复杂仿生材料的方法,界面的利用是材料工程领域的一种通用方法,为解决不同性能相互制约的难题提供了优势。


文章预览

仿生学 是工程领域的重要概念,基于对生物原型的组成、结构和功能的模仿,建立分子、材料、工艺和设备的设计原则。随着社会的发展,对兼具多种特性材料的需求持续增加,进一步推动了仿生(纳米)结构领域的巨大发展。这些材料结合了有序和无序的特点,使得它们的结构复杂化,因此难以定量描述和复制。目前,基于人工合成分子和纳米构造基元,人们可以模仿复制生物组织的结构,并成功开发了许多高性能纳米复合材料。但是,为了满足在能源、水、健康等领域对具有更高性能材料的需求,仍需要快速推进材料设计过程,建立多维属性评估体系。因此,亟需从传统的仿生学向定量仿生学发展。 近期, 吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室 杨明教授 联合密歇根大学 Nicholas A. Kotov教授 ,在 Nature Reviews Materials 上发表题为 ………………………………

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