講座主題：材料仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)韌化
專(zhuān)家姓名：劉增乾
工作單位：中科院金屬所
講座時(shí)間：2023年7月25日 14:00-15:00
講座地點(diǎn)：精準(zhǔn)材料高等研究院B112（騰訊會(huì)議 314-590-436）
主辦單位：煙臺(tái)大學(xué)精準(zhǔn)材料高等研究院
內(nèi)容摘要：
材料強(qiáng)韌化既是材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際前沿，又可滿(mǎn)足國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、生命健康等領(lǐng)域重大需求。天然生物材料具有復(fù)雜巧妙的組織結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能，可為材料強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)提供重要啟示。報(bào)告人致力于新型高性能仿生材料研制及其服役行為研究，在揭示生物材料共性強(qiáng)韌化機(jī)理基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制備了若干高強(qiáng)韌兼具功能性質(zhì)的新型仿生材料。本報(bào)告將匯報(bào)研究團(tuán)隊(duì)在生物力學(xué)與仿生材料領(lǐng)域的系列研究進(jìn)展，包括：1、生物材料強(qiáng)韌化內(nèi)在機(jī)理：發(fā)現(xiàn)了生物材料共性結(jié)構(gòu)特征，提出了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)韌性能的三種典型生物力學(xué)效應(yīng)，即梯度結(jié)構(gòu)取向效應(yīng)、原位結(jié)構(gòu)再取向效應(yīng)和多級(jí)縫合界面效應(yīng)；2、人牙適配型仿生義齒材料：通過(guò)模仿天然貝殼微觀(guān)結(jié)構(gòu)并建立力學(xué)模型指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制了硬度、模量均與人牙適配的陶瓷-樹(shù)脂仿生義齒材料，獲得了突出的動(dòng)態(tài)耗能特性、斷裂韌性及優(yōu)異的疲勞性能；3、三維互穿金屬基仿生材料：通過(guò)模仿生物材料微觀(guān)三維互穿結(jié)構(gòu)與空間構(gòu)型，設(shè)計(jì)制備了新型高強(qiáng)韌高阻尼鎂-鎳鈦仿生復(fù)合材料、高彈高強(qiáng)高電導(dǎo)銀基復(fù)合材料、高強(qiáng)高阻尼金屬陶瓷等一系列高性能金屬基仿生材料，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、阻尼、吸能效率、電導(dǎo)、斷裂韌性等不同性能的良好匹配。相關(guān)工作有望為材料仿生強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)提供新思路與理論指導(dǎo)，為突破材料不同性能之間制約關(guān)系提供新策略，促進(jìn)材料強(qiáng)韌化與結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，為滿(mǎn)足實(shí)際需求提供高性能新材料儲(chǔ)備。
主講人介紹：
劉增乾，男，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員、博士生導(dǎo)師，入選國(guó)家高層次人才特殊支持計(jì)劃。從事高性能仿生結(jié)構(gòu)材料研制及其使役行為研究，在揭示天然生物材料共性強(qiáng)韌化機(jī)理基礎(chǔ)上，通過(guò)仿生設(shè)計(jì)研制了人牙適配型仿生義齒材料、輕質(zhì)高強(qiáng)韌鎂基仿生材料、高阻尼高吸能3D打印材料、輕質(zhì)抗沖擊金屬陶瓷等若干新型高性能仿生材料，促進(jìn)了材料強(qiáng)韌化與結(jié)構(gòu)功能一體化。在Prog. Mater. Sci.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Mater. Today等國(guó)際期刊發(fā)表SCI論文90余篇，被他引3200余次，研究成果多次被Mater. Today、Nano Res.等期刊以News或Highlight點(diǎn)評(píng)，并得到Phys.org、Advances in Engineering、科技日?qǐng)?bào)、光明網(wǎng)等國(guó)內(nèi)外科學(xué)媒體報(bào)道，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)。承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等課題。獲得國(guó)際期刊Nano Research“年度青年創(chuàng)新者獎(jiǎng)”，入選遼寧省“興遼英才計(jì)劃”青年拔尖人才、中科院“青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)”會(huì)員、沈陽(yáng)市中青年科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃等，榮獲金屬所“師昌緒青年科技人才基金”、“葛庭燧獎(jiǎng)研金”、年度“優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)”等。指導(dǎo)的研究生多人次獲得中科院院長(zhǎng)獎(jiǎng)、國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、金屬所“師昌緒獎(jiǎng)學(xué)金”等榮譽(yù)。
