近日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏院士團(tuán)隊成功研制了一類天然納米纖維素高性能結(jié)構(gòu)材料，其密度僅為鋼的六分之一，而比強(qiáng)度、比韌性均超過傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料。這種新型全生物質(zhì)仿生結(jié)構(gòu)材料有望替代現(xiàn)有的工程塑料，具有廣泛的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上。
俞書宏喜歡自然界的礦物質(zhì)和動植物，更喜歡琢磨它們的結(jié)構(gòu)。無論是貝殼、珍珠，還是北極熊、爬山虎，都成了他的研究對象?！按笞匀槐旧砭褪且粋€神奇的魔術(shù)師，它能給材料設(shè)計帶來很多啟發(fā)?！庇釙晏寡?，人類應(yīng)該感恩大自然的啟示。
碳酸鈣在自然界隨處可見，很多人認(rèn)為沒啥可做，但俞書宏從2002年回到中國科大工作后，一直在跟碳酸鈣打交道。“珍珠母是貝殼中的內(nèi)層材料，與珍珠具有相似的組成和結(jié)構(gòu)，通常含有95%以上的碳酸鈣。但這種碳酸鈣并不是傳統(tǒng)意義上的粉末，它形成了一種特殊的結(jié)構(gòu)。”俞書宏透露，他的研究就是從一個側(cè)面來模仿貝殼、珍珠、骨骼等結(jié)構(gòu)，制備出性能可以與自然界依靠生命體創(chuàng)造的材料相媲美的新材料。這種仿珍珠母材料的化學(xué)組分、結(jié)構(gòu)，與天然珍珠母相似，力學(xué)性能相當(dāng)，密度更低，具有優(yōu)越的抗斷裂性能，研究成果登上世界頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。如今，這些從小小“碳酸鈣”中誕生的新材料，已在航空、航天、軍事、國防、民生等領(lǐng)域大展身手。
受北極熊毛發(fā)中空結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，俞書宏團(tuán)隊成功研制出一種新型輕質(zhì)保溫隔熱材料，未來有望在建筑和航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。模仿竹節(jié)的結(jié)構(gòu)，他們團(tuán)隊設(shè)計了一種“脈沖式軸向外延生長”方法，成功制備出納米“竹子”，這種新型半導(dǎo)體納米材料可以將太陽能制氫效率提高一個數(shù)量級，為開發(fā)新型高效太陽能制氫材料提供了新途徑?！爱?dāng)前，我們還在模仿骨骼生長方式研發(fā)新材料，有望高度重現(xiàn)骨骼的強(qiáng)度和韌性，有效避免材料植入人體的排異反應(yīng)，改變這一材料依賴進(jìn)口的局面。”俞書宏透露。
2019年11月22日，中國科學(xué)院公布2019年新增選院士名單，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心納米材料與化學(xué)研究部主任俞書宏榜上有名。被譽(yù)為材料“魔術(shù)師”的俞書宏，自2002年回國以來，一直從事無機(jī)合成化學(xué)研究，在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域取得了突出成就，成功礦化合成了人工珍珠母等多種神奇的新材料。“入選院士是對我的鼓勵，看到自己的研究成果得到國內(nèi)外同行的認(rèn)可，特別開心?！庇釙瓯硎?，今后將一如既往地做好基礎(chǔ)研究，努力為國家研發(fā)出更多急需的新材料。
來源：中國粉體網(wǎng)