仿生材料加速走进大众视野

【蜂耘网 新材料】在我们的生活中，许多材料的设计灵感都来源于对自然界的模仿。

在模仿荷叶结构设计的防水服上，雨水可以沿着防水服自动滑落，让人们雨天出行更加方便；模仿生物关节缓冲结构制作的高性能鞋底，增强了人们运动时的稳定性与舒适性，为跑步爱好者提供了更好的跑步体验……各种各样的仿生材料正层出不穷，一再突破传统材料的性能极限，并伴随越来越多的实际应用加速走进大众视野。

近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队在仿生材料领域又有新进展。据悉，该团队模仿自然生物的特性，研发了一种新型抗冲击性材料。

与传统材料相比，该新型材料的防护性能大大提高，为未来的防护材料结构设计提供了全新的思路，相关成果已发表于《科学进展》杂志。

一般来说，仿生材料的研发工作通常依靠以下几个主要方式展开。

结构仿生。这种方式主要依靠模仿自然界中生物的结构，进而制造出抗冲击性和承载性强的仿生材料。例如，仿贝壳陶瓷复合材料在设计时，正是模仿天然贝壳珍珠层的“砖—泥”微结构，最终实现了材料高强度与高韧性的协同。

功能仿生。这种仿生方式，主要侧重于模仿生物的功能方面。在自然界中，鲨鱼依靠其皮肤表面的微肋结构，减少在水中前行时的流体阻力。科研人员从中受到启发，在设计船体涂层时，模仿鲨鱼皮表面的微肋结构，最终赋予仿生材料减阻、自清洁、抗菌等性能。

智能仿生。还有一些仿生材料在设计时模仿各种动植物的感知与响应能力，使材料具备环境自适应、自诊断、自修复等能力。例如，从变色龙的皮肤设计理念中受到启发，科研人员研发的热致变色材料可以实现自主变色，实现自适应伪装。

作为连接生物智慧与工程技术的桥梁，仿生材料将在医疗健康、智能装备、建筑、电子等多个领域具备广阔发展前景。比如，仿生材料可用于制作人工关节、人工骨骼等植入器械，模拟天然的组织结构和功能，帮助患者提高生活质量；可用于制作更加轻便、坚固的建筑材料，模仿自然界中蜂窝、竹子等的生物结构，提高建筑物的抗震性。

未来，随着人工智能技术逐渐与仿生材料的设计相结合，仿生材料还有望成为兼备防护、感知、自愈等多种功能于一身的复合材料，满足多种不同情况下的复杂应用场景。

（蜂耘新材料网  责任编辑：科技蜜）