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仿生材料3D打印

中国材料进展 2018年第6期37卷 419-427页

作者：张靓赵宁徐坚北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 中国科学院化学研究所高分子物理与化学实验室北京100190

自然界中的生物经过数亿年进化,已经形成了人工材料不可比拟的精妙微结构和优异性能。以生物材料的设计理念作为指导,可以有效推动材料科学和工程领域的发展。虽然自然提供了先进功能材料的设计蓝图,但仍然需要有效的工具和技术来制备... 详细信息

自然界中的生物经过数亿年进化,已经形成了人工材料不可比拟的精妙微结构和优异性能。以生物材料的设计理念作为指导,可以有效推动材料科学和工程领域的发展。虽然自然提供了先进功能材料的设计蓝图,但仍然需要有效的工具和技术来制备实施。3D打印技术具有精密化和快速化的特点,其自下而上的原料累加过程和生物材料的形成过程具有相似性,可制备复杂结构和集成化器件。通过电脑辅助设计,3D打印可以为仿生材料和先进功能材料制造提供平台。综述了3D打印技术在仿生材料领域的应用,指出目前该领域面临的问题,并探讨了3D打印技术和仿生材料相结合的未来发展方向。

关键词： 3D打印增材制造仿生材料微结构功能

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人造黑色素染发材料

高分子学报 2024年第2期55卷 192-201页

作者：杨磊张小康张键华胡俊飞张婷顾志鹏李乙文四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室成都610065

传统仿生人造黑色素聚多巴胺(PDA)染发过程中涉及的过强碱性会使毛发粗糙影响发质,大量的金属离子则存在安全性问题.本工作利用黑色素单体5,6-二羟基吲哚(DHI)能够在温和条件下仅通过空气氧化发生快速聚合的特点,报道了一种通过温和条... 详细信息

传统仿生人造黑色素聚多巴胺(PDA)染发过程中涉及的过强碱性会使毛发粗糙影响发质,大量的金属离子则存在安全性问题.本工作利用黑色素单体5,6-二羟基吲哚(DHI)能够在温和条件下仅通过空气氧化发生快速聚合的特点,报道了一种通过温和条件在头发表面和内部原位聚合的人造黑色素染发材料.染发色度值L=21,与自然黑发基本一致,洗涤30次后L=25,耐洗涤性良好,染色后头发拉伸强度189 MPa,断裂伸长率51%,相比染色前发质有所改善.研究结果表明,此类染发剂染发条件温和(空气氧化),色度自然,固色持久,有助于改善发质,生物安全性良好,为开发新一代染发剂提供了创新的设计策略和可靠的工具平台.

关键词：人造黑色素聚二羟基吲哚染发剂仿生材料

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仿生超浸润界面传感技术在生物分析中的应用

分析试验室 2024年第2期43卷 168-178页

作者：孙梦雪赵泳森李延雷高中锋山东省高校界面反应与传感分析重点实验室济南大学化学化工学院济南250024

仿生超浸润界面材料是构建高灵敏度、高特异性生物传感器的一类新兴材料,广泛适用于环境监测、生物医药、食品分析等领域。本文介绍了4种典型的超浸润界面,包括超疏水界面、超亲水界面、超润滑界面以及图案化浸润性界面,总结了界面浸润... 详细信息

仿生超浸润界面材料是构建高灵敏度、高特异性生物传感器的一类新兴材料,广泛适用于环境监测、生物医药、食品分析等领域。本文介绍了4种典型的超浸润界面,包括超疏水界面、超亲水界面、超润滑界面以及图案化浸润性界面,总结了界面浸润性调控在电化学、荧光、可视化、表面增强拉曼和可穿戴检测器件等技术中的研究和最新进展,阐述了传感器构建机理和检测机制。最后,对仿生超浸润界面传感技术在生命分析应用中存在的问题和现存的挑战进行了总结和讨论。

关键词：浸润性生物传感技术仿生材料生物分析应用

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贝壳珍珠层及其仿生材料的研究进展

高等学校化学学报 2011年第10期32卷 2231-2239页

作者：孙娜吴俊涛江雷北京航空航天大学化学与环境学院仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室北京100191 中国科学院化学研究所北京国家实验室分子科学中心北京100190

贝壳珍珠层是一种天然的有机-无机层状复合材料,其独特的多尺度、多级次"砖-泥"组装结构赋予其优异的机械性能.受贝壳珍珠层启发,人们已利用不同方法制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,这些材料在航空航天、军事、民用工程及机械等... 详细信息

贝壳珍珠层是一种天然的有机-无机层状复合材料,其独特的多尺度、多级次"砖-泥"组装结构赋予其优异的机械性能.受贝壳珍珠层启发,人们已利用不同方法制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,这些材料在航空航天、军事、民用工程及机械等领域表现出广阔的应用前景.本文就贝壳珍珠层的结构及增韧机制和近年来仿贝壳材料的制备方法及其研究进展进行了综述,并提出一些看法和思考.

关键词：仿生材料贝壳珍珠层层状复合材料有机-无机杂化仿生设计

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软硬相间层状仿生材料摩擦因数影响因素

吉林大学学报（工学版） 2019年第5期49卷 1630-1635页

作者：王蜜李致远樊文选李家亿刘镇宁卢国龙吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 长春师范大学工程学院长春130032

以粘着摩擦理论为基础,结合软硬相间层状结构特点,确立了软硬相间层状仿生材料摩擦过程数学模型。利用数值分析软件Abaqus建立了软硬相间层状仿生材料摩擦过程有限元模型,研究了软、硬材料组分的材料属性,软、硬材料组分的体积分数,软... 详细信息

以粘着摩擦理论为基础,结合软硬相间层状结构特点,确立了软硬相间层状仿生材料摩擦过程数学模型。利用数值分析软件Abaqus建立了软硬相间层状仿生材料摩擦过程有限元模型,研究了软、硬材料组分的材料属性,软、硬材料组分的体积分数,软、硬材料组分各自摩擦因数对软硬相间层状仿生材料摩擦因数的影响规律。采用ProJet 5500X 3D打印机制备了软硬相间层状仿生材料并进行了摩擦试验,验证了理论及模拟结果。

关键词：材料科学基础学科软硬相间摩擦机理仿生材料摩擦因数

仿生材料用于小柴胡汤复方制剂中重金属镉、铅、汞的同步脱除性能研究

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世界科学技术-中医药现代化 2020年第2期22卷 353-361页

作者：孔丹丹王蓉郭一飞李歆悦杨世海杨美华中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室北京100193 吉林农业大学中药材学院长春130118

目的研究制备了一种用于脱除小柴胡汤复方制剂(小柴胡颗粒剂及小柴胡水煎剂)中重金属的高效环保复合仿生材料。方法使用SEM、TEM、FT-IR及XRD技术对仿生材料的形貌进行表征,再结合ICP-MS与HPLC技术验证该仿生材料对不同类型重金属的脱... 详细信息

目的研究制备了一种用于脱除小柴胡汤复方制剂(小柴胡颗粒剂及小柴胡水煎剂)中重金属的高效环保复合仿生材料。方法使用SEM、TEM、FT-IR及XRD技术对仿生材料的形貌进行表征,再结合ICP-MS与HPLC技术验证该仿生材料对不同类型重金属的脱除效率、对药效成分的影响程度等。结果该仿生材料在水煎剂及颗粒剂中重金属Cd,Hg,Pb的脱除率分别为:98.66%,98.37%,99.87%与99.87%,98.41%,99.92%,且药效成分黄芩苷含量减少仅为4.80%与7.38%。结论该复合仿生材料可用于脱除小柴胡汤复方制剂中的重金属镉、铅和汞,且有效成分的损失率较低,为脱除水煎剂和颗粒剂中的重金属提供一定的理论和技术支持,并为安全使用中药材制剂提供了便捷且可靠的方法。

关键词：小柴胡汤复方制剂重金属脱除仿生材料药效成分影响指纹图谱

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基于3D打印的仿生材料

成都大学学报（自然科学版） 2023年第4期42卷 378-383页

作者：韩畅黄彦彦骆孝武陈燕魏俊朋李霞成都大学机械工程学院四川成都610106 四川大学空天科学与工程学院四川成都610065

随着3D打印技术的飞速发展和广泛应用,能够模仿和制造的生物仿生结构越来越多样化.简单介绍了现有的3D打印技术,并从结构、功能、医用和智能材料等方面综述了3D打印技术结合仿生领域的研究成果,如贝壳珍珠层、龙虾螯棒、鲨鱼皮、荷叶、... 详细信息

随着3D打印技术的飞速发展和广泛应用,能够模仿和制造的生物仿生结构越来越多样化.简单介绍了现有的3D打印技术,并从结构、功能、医用和智能材料等方面综述了3D打印技术结合仿生领域的研究成果,如贝壳珍珠层、龙虾螯棒、鲨鱼皮、荷叶、血管网络和义肢等;最后讨论了3D打印技术在仿生领域面临的挑战和发展前景.

关键词： 3D打印仿生材料结构功能

仿生材料与器件——第45次“双清论坛”综述

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中国科学基金 2010年第4期24卷 199-202页

作者：江雷张希刘克松北京航空航天大学化学与环境学院北京100191 中国科学院化学研究所北京100190 中国科学院清华大学化学系北京100084

2010年1月25—29日国家自然科学基金委员会第45期"双清论坛"——"仿生材料与器件"学术研讨会在海南省三亚市举行。来自20余所著名高校和研究机构的50余位化学、仿生科学、生物学、材料学、纳米科学、生命科学等领域的专家、学者出席此... 详细信息

2010年1月25—29日国家自然科学基金委员会第45期"双清论坛"——"仿生材料与器件"学术研讨会在海南省三亚市举行。来自20余所著名高校和研究机构的50余位化学、仿生科学、生物学、材料学、纳米科学、生命科学等领域的专家、学者出席此次论坛。出席会议的专家、学者中有13位中国科学院院士,10位国家重点基础研究发展计划("973"计划)首席科学家。围绕"仿生材料与器件"这一主题,结合国际在仿生领域的研究前沿和国家重大需求,与会专家从不同角度就仿生材料与器件的研究现状和发展趋势进行了深入交流与研讨,并对该领域今后的优先发展方向提出了若干建议。

关键词：仿生材料仿生器件双清论坛

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基于仿生材料的沙漠地区水汽收集研究进展

地下水 2022年第3期44卷 132-133,306页

作者：胡安焱付稳东苏强刘玥彤李子乐长安大学水利与环境学院陕西西安710054

沙漠地区空气中有宝贵的水资源,如何进行有效的水汽收集与输送是沙漠中生物生存面临的主要问题。选择沙漠中常见的甲虫、蜘蛛、仙人掌、针茅等生物为例,归纳了不同生物的水汽收集特点及原理,总结了主要的仿生材料。以仿生物结构法为基础... 详细信息

沙漠地区空气中有宝贵的水资源,如何进行有效的水汽收集与输送是沙漠中生物生存面临的主要问题。选择沙漠中常见的甲虫、蜘蛛、仙人掌、针茅等生物为例,归纳了不同生物的水汽收集特点及原理,总结了主要的仿生材料。以仿生物结构法为基础,分析了具有天然材料相似功能的仿生超级亲水和超级疏水材料的应用,介绍了多种仿生材料结合的新型水分收集方式。基于仿生原理的干旱沙漠地区空气中水汽收集研究成果,对仿生材料水汽收集未来的发展趋势进行了展望。

关键词：沙漠水汽收集仿生物结构法仿生材料