講座主題：材料仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計強韌化
專家姓名：劉增乾
工作單位：中科院金屬所
講座時間：2023年7月25日 14:00-15:00
講座地點：精準材料高等研究院B112（騰訊會議 314-590-436）
主辦單位：煙臺大學精準材料高等研究院
內(nèi)容摘要：
材料強韌化既是材料科學領(lǐng)域國際前沿,，又可滿足國防,、國民經(jīng)濟,、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)異的力學性能,，可為材料強韌化設(shè)計提供重要啟示。報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韌化機理基礎(chǔ)上,，設(shè)計制備了若干高強韌兼具功能性質(zhì)的新型仿生材料。本報告將匯報研究團隊在生物力學與仿生材料領(lǐng)域的系列研究進展,，包括：1,、生物材料強韌化內(nèi)在機理：發(fā)現(xiàn)了生物材料共性結(jié)構(gòu)特征,，提出了實現(xiàn)高強韌性能的三種典型生物力學效應(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)和多級縫合界面效應(yīng),；2、人牙適配型仿生義齒材料：通過模仿天然貝殼微觀結(jié)構(gòu)并建立力學模型指導結(jié)構(gòu)設(shè)計,，研制了硬度,、模量均與人牙適配的陶瓷-樹脂仿生義齒材料，獲得了突出的動態(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：通過模仿生物材料微觀三維互穿結(jié)構(gòu)與空間構(gòu)型,，設(shè)計制備了新型高強韌高阻尼鎂-鎳鈦仿生復(fù)合材料,、高彈高強高電導銀基復(fù)合材料、高強高阻尼金屬陶瓷等一系列高性能金屬基仿生材料,，實現(xiàn)了強度,、阻尼、吸能效率,、電導,、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韌化設(shè)計提供新思路與理論指導,，為突破材料不同性能之間制約關(guān)系提供新策略,，促進材料強韌化與結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，為滿足實際需求提供高性能新材料儲備,。
主講人介紹：
劉增乾,，男，中國科學院金屬研究所研究員,、博士生導師,，入選國家高層次人才特殊支持計劃。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韌化機理基礎(chǔ)上,，通過仿生設(shè)計研制了人牙適配型仿生義齒材料、輕質(zhì)高強韌鎂基仿生材料,、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，促進了材料強韌化與結(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點評,，并得到Phys.org、Advances in Engineering,、科技日報,、光明網(wǎng)等國內(nèi)外科學媒體報道，授權(quán)發(fā)明專利20余項,。承擔國家重點研發(fā)計劃,、國家自然科學基金面上項目等課題。獲得國際期刊Nano Research“年度青年創(chuàng)新者獎”,，入選遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才,、中科院“青年創(chuàng)新促進會”會員、沈陽市中青年科技創(chuàng)新人才支持計劃等,，榮獲金屬所“師昌緒青年科技人才基金”,、“葛庭燧獎研金”、年度“優(yōu)秀青年學者獎”等,。指導的研究生多人次獲得中科院院長獎,、國家獎學金、金屬所“師昌緒獎學金”等榮譽,。
