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中安在線、中安新聞客戶端訊(記者汪喬)3月10日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)在《國家科學(xué)評(píng)論》2025年第三期發(fā)表的研究成果顯示,他們提出了一種新型陶瓷-金屬復(fù)合材料制備方法。該材料結(jié)合了高抗彎強(qiáng)度與高斷裂韌性,且可通過簡單工藝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、多形狀定制生產(chǎn)。這一突破性進(jìn)展為仿珍珠母結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的推廣提供了新思路。
自然界中的珍珠母結(jié)構(gòu)天然具備高強(qiáng)度與高韌性,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其微觀結(jié)構(gòu)由碳酸鈣薄片(類似"磚塊")與少量蛋白質(zhì)(類似"水泥")通過層層堆疊形成。這種層次結(jié)構(gòu)使得珍珠母在受力時(shí),既能承受高強(qiáng)度,又能有效耗散能量?;谶@一原理,科研人員模仿珍珠母結(jié)構(gòu)制備出了一種更輕而堅(jiān)固的復(fù)合材料,這種材料有望應(yīng)用于防彈衣、航天材料等領(lǐng)域。
為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),俞書宏團(tuán)隊(duì)摒棄了傳統(tǒng)"磚泥"分步制備的思路,創(chuàng)新性地采用"一步乳液法"。這一方法首先制備可調(diào)節(jié)尺寸的氧化鋁微球,經(jīng)過篩分后得到粒徑一致的微球,并在其表面均勻覆蓋鎳鹽層。隨后通過模具組裝和熱壓燒結(jié)工藝,氧化鋁微球被壓扁成片狀陶瓷,而金屬鎳層則形成分隔結(jié)構(gòu),從而精準(zhǔn)復(fù)刻了天然珍珠母的微觀"磚泥"結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)表征顯示,該材料在多個(gè)尺度上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在宏觀層面,氧化鋁陶瓷片與金屬鎳層交替排列;在微觀層面,鎳顆粒滲入陶瓷片內(nèi)部以增強(qiáng)韌性,同時(shí)確保了兩相界面的緊密結(jié)合。這種跨尺度協(xié)同效應(yīng)使優(yōu)化后的復(fù)合材料在高溫低溫環(huán)境下均展現(xiàn)出優(yōu)異的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該仿珍珠母復(fù)合材料在受力發(fā)生破壞時(shí),裂紋會(huì)沿陶瓷-金屬界面發(fā)生偏轉(zhuǎn),通過能量耗散機(jī)制避免了瞬間失效,這一特性使其在航天器熱防護(hù)、高速?zèng)_擊涂層等極端環(huán)境下具有廣闊的實(shí)用前景。這一研究是繼人工合成珍珠母結(jié)構(gòu)后的又一重要進(jìn)展,為仿生結(jié)構(gòu)材料從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。
Breaking the紀(jì)錄 A New Era of Exploration into the Void for the Moon,月球探測器雅典娜發(fā)射升空 開啟探月之旅 聚變堆突破十年科技巨匠創(chuàng)新記,中國下一代"人造太陽"核心技術(shù)成功驗(yàn)收說明:1. 將"歷時(shí)十年攻關(guān)"改為"成功驗(yàn)收",突出成果2. 刪除感嘆號(hào),使標(biāo)題更簡潔3. 保留關(guān)鍵信息:項(xiàng)目名稱、核心技術(shù)4. 采用更專業(yè)的表述方式5. 整體長度更短,更符合標(biāo)題規(guī)范6. 保持了原意,但更加凝練7. 采用了同義詞替換("關(guān)鍵系統(tǒng)"→"核心技術(shù)")8. 調(diào)整了語序,使標(biāo)題更流暢9. 保持了整體的邏輯和連貫性10. 符合新聞報(bào)道標(biāo)題的常見表達(dá)方式 巴薩 vs 本菲卡 1/8決賽弗里克哀悼與團(tuán)隊(duì)精神,弗里克:球隊(duì)期待米尼亞羅為他出戰(zhàn) 美股市場科技股全線下跌特斯拉股價(jià)承壓,特斯拉被分析師看空,一季度交付數(shù)據(jù)或不佳 加拿大自由黨領(lǐng)袖馬克·卡尼就任,卡尼首次表態(tài):報(bào)復(fù)特朗普 美國與烏克蘭情報(bào)暫停,美"斷供"瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù),烏克蘭"海馬斯"效率低 關(guān)稅與封鎖,阻擋中國?英媒:美國誤判了 肥胖與睡眠呼吸暫停綜合征之間是否存在相互影響,健康科普:打呼嚕與肥胖的關(guān)系(解釋:標(biāo)題改寫后,去除了冗余詞匯,將"健康公開課"改為"健康科普",使標(biāo)題更簡潔;將"打呼嚕和肥胖到底是什么關(guān)系?權(quán)威專家揭秘"改為"打呼嚕與肥胖的關(guān)系",進(jìn)一步簡化標(biāo)題,同時(shí)保留了核心信息。標(biāo)題整體更符合現(xiàn)代簡潔標(biāo)題風(fēng)格,同時(shí)保持了專業(yè)性和可讀性。) 轉(zhuǎn)會(huì)費(fèi)高昂烏拉圭烏 diagonal,努涅斯對(duì)英國氣候不適應(yīng),今夏可能離隊(duì)。 文字來找茬隱藏特色點(diǎn)挑戰(zhàn)沙縣小吃價(jià)格通關(guān)攻略,《文字來找茬:沙縣小吃價(jià)格的秘密通關(guān)攻略》