国产美女主播视频一区_国产精品蜜臀在线观看_亚洲成人动漫一区_亚洲视屏在线播放

你是否關(guān)注過折疊屏手機？是否想嘗試使用折疊屏卻又擔(dān)心折痕的“通病”？來自大自然的力量可能將解決這個問題！江河湖泊中隨處可見的河蚌，一生需要進行數(shù)十萬次重復(fù)的開合運動，卻能一直保持穩(wěn)定狀態(tài)不發(fā)生形變，其雙殼連接背脊處發(fā)揮關(guān)鍵作用的“鉸鏈”——貝脊給了中國科大科研人員靈感。

6月23日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏院士團隊聯(lián)合吳恒安教授團隊從河蚌中獲得靈感，發(fā)現(xiàn)了河蚌鉸鏈的耐疲勞“秘密”，這將為未來新型柔性耐疲勞材料設(shè)計提供新思路。該研究成果于北京時間6月23日凌晨發(fā)表在知名科學(xué)期刊《Science》上。

(資料圖片)

探明自然原理“為我所用”

在此次研究中，研究人員探明了河蚌“鉸鏈”中折扇形組織的設(shè)計原理，發(fā)現(xiàn)這種生物組織可以在河蚌雙殼重復(fù)打開和關(guān)閉運動期間，能承受較大的變形，同時可以長期保持結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，即使經(jīng)過1,500,000次循環(huán)，這種生物組織仍能穩(wěn)定發(fā)揮作用并且沒有表現(xiàn)出明顯的疲勞行為。

不過，想將此自然原理真正“為我所用”，并不容易。記者獲悉，這項研究從2013年就已經(jīng)在俞書宏院士的指導(dǎo)下開始進行，至今持續(xù)了十余年。

“人工材料難在制備，自然材料難在解析。”中國科大副研究員茅瓅波介紹，“從自然界獲得的天然生物材料，它們不僅組成未知，而且其結(jié)構(gòu)設(shè)計是從宏觀尺度直達分子尺度。想要把如此復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)以及性能之間的聯(lián)系說清楚，十分具有挑戰(zhàn)性。”

研究過程中，團隊遇到過不少困難。例如，十年前測試儀器很難實現(xiàn)對于材料精細結(jié)構(gòu)表征的要求，直到近些年國家和學(xué)校在這方面的投入加大，給了研究團隊更好的平臺條件去達到想要實現(xiàn)的目標。其次，河蚌鉸鏈的解析需要用到非常規(guī)的表征方式，這些都需要研究團隊自己一步步去設(shè)計和搭建裝置。

為了研究這種生物材料的組成、結(jié)構(gòu)以及這二者與材料最終性能之間的關(guān)系，研究團隊利用數(shù)學(xué)近似的方法對河蚌“鉸鏈”在變形過程中的狀態(tài)進行模擬。經(jīng)過一次次失敗的經(jīng)驗積累，最終成功揭示了河蚌“鉸鏈”內(nèi)的可變形生物礦化組織的耐疲勞機制，探明了河蚌鉸鏈組織從宏觀到微觀精細結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，并給出了貝殼鉸鏈組織的多尺度結(jié)構(gòu)與耐疲勞性能之間的清晰而令人信服的物理圖像描述。

具有廣闊的未來應(yīng)用前景

大自然獨特的設(shè)計原則，賦予了河蚌“鉸鏈”組織高變形性、高耐疲勞性。而此次研究已成功揭示了其中機制，這將為今后柔性功能材料的組裝設(shè)計提供了一種全新的仿生模型，為延長材料使用壽命提供了新的解決方案，對未來柔性耐疲勞材料的研制具有重要的指導(dǎo)意義。

實際上，隨著近年來小型智能化的可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展，產(chǎn)品柔性化已成趨勢，可以說，“柔性”性能是未來產(chǎn)品開發(fā)的重要方向之一，像折疊屏、折疊手機已經(jīng)逐漸融入我們的日常生活。不過，要想真正實現(xiàn)可靠的“柔性”性能，目前還存在亟需解決的問題。其中就包括相關(guān)折疊問題。

而這種從河蚌鉸鏈可變形生物礦物中提取的耐疲勞結(jié)構(gòu)設(shè)計策略對于需要使用脆性基元、但又不得不承受一定形變的柔性功能材料的創(chuàng)制具有普遍的指導(dǎo)意義。

俞書宏院士表示，仿生材料未來發(fā)展前景非常廣闊，通過全新的設(shè)計理念，能創(chuàng)制出新的具有更優(yōu)越性能的新材料，在航空航天、特種環(huán)境、防護等領(lǐng)域發(fā)揮出獨特的功能和應(yīng)用價值，這也是團隊未來繼續(xù)努力要做的重要方向。

合報科學(xué)+融媒體工作室

合肥通客戶端﹣合報全媒體記者：劉暢司晨 圖片來源中國科大

來源：合肥晚報