| 查看: 1758 | 回复: 22 | |||
[交流]
北航郭林教授课题组在《Science》刊发多尺度构筑人工牙釉质最新成果
|
|||
|
今天给大家分享一篇关于仿生牙釉质的文献，文中提到的微纳米结构单元组装策略、非晶间质增强增韧以及高分子限域作用很有新意，对我启发颇多，现跟大家分享一下我的见解。 北航郭林教授课题组在《Science》刊发多尺度构筑人工牙釉质最新成果-Multiscale engineered artificial tooth enamel Abstract Tooth enamel, renowned for its high stiffness, hardness and viscoelasticity, is an ideal model for designing biomimetic materials, but it is challenging to accurately replicate complex hierarchical organization of high-performance biomaterials in scalable abiological composites. We engineered an enamel analog with essential hierarchical structure at multiple scale through assembly of amorphous intergranular phase (AIP) coated hydroxyapatite nanowires intertwined with polyvinyl alcohol. The nanocomposite exhibited simultaneously high stiffness, hardness, strength, viscoelasticity and toughness, exceeding the properties of enamel and previously made bulk abiotic materials. The presence of AIP, polymer confinement and strong interfacial adhesion are all needed for high mechanical performance. This multiscale design is suitable for scalable production of high-performance materials. 牙釉质以其优异的刚度、硬度和粘弹性著称，是一种理想的仿生构筑模型，但在可放大的非生物复合材料中精确重现高性能生物材料的复杂多级结构是一个挑战。郭林教授课题组以非晶间质相包覆羟基磷灰石纳米线（HA）复合聚乙烯醇可控组装得到牙釉质类似物。此纳米复合材料同时具有优异的刚度、硬度、强度、粘弹性以及韧性，超过了牙釉质和现有的块体非生物材料。研究发现，非晶间质相的存在、聚合物的限域作用以及强界面连接共同导致了超高的力学性能。这种多尺度设计适用于高性能材料的宏量制备。 1. 此论文以天然牙釉质作为构筑模型，首先详尽分析了牙釉质的微观结构，随后通过水热法和可控水解法制备得到非晶ZrO2包覆的HA，作为构筑单元，进一步合理改进定向冷冻装置，实现了晶体/非晶复合纳米线与聚合物的复合及宏观尺寸定向组装，得到了迄今为止与牙釉质结构最为相近的类牙釉质复合材料。  图1 多尺度类牙釉质复合材料的设计合成及微纳结构表征。 2. 通过改变无机/有机含量的比例，能够显著影响聚合物的热运动，从而使得聚合物表现出明显的限域作用，进而调控复合材料整体的力学性能；特别得，非晶间质的存在，提高了无机/有机界面的连接，提高应力耗散能力，使得类牙釉质复合材料表现出即强又韧又粘弹的综合力学特性。该工作的研究为下一代生物力学性能匹配的牙修复材料以及综合力学性能更为优异的工程材料的设计合成提供了理论借鉴和设计基础。  图2 类牙釉质复合材料的结构限域与界面增强机制。 针对此文献，让我们深刻认识到牙釉质及其类牙釉质复合材料复杂的多级结构，并意识到非晶间质相在多级结构中的力学增强机制，学习了纳米线有序组装策略，对高性能复合材料制备方向的小伙伴会很有帮助。 （先分享到这里，欢迎大家留言补充） 更多详细内容，可阅读期刊原文。 原文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3343 |
回复此楼» 猜你喜欢
2026年申博
已经有2人回复
-
非气体/碳材料吸附方向-博导推荐
已经有1人回复
-
无机非金属材料论文润色/翻译怎么收费?
已经有177人回复
-
2026年博士申请-环境方向/材料方向
已经有16人回复
-
macromolecules投稿
已经有1人回复
-
成果系统访问量大，请15分钟后再尝试。由此给您造成的不便，敬请谅解。
已经有19人回复
-
博士招生 | 青岛科技大学（高分子、化学、材料、力学、机电工程、计算机仿真）
已经有30人回复
-
广东江门 五邑大学柔性传感材料与器件研究开发中心 招收0805、0856调剂硕士
已经有10人回复
-
考研调剂
已经有12人回复
-
博士招生 | 青岛科技大学（高分子、化学、材料、力学、航天、机电工程、计算机仿真）
已经有16人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 抢金币啦！回帖就可以得到:
-
北京理工大学集成电路学院-柔性电子器件与智造研究所-2027级博士招生
+1/483
-
【火热征稿中！】2026年土木建筑与水利工程国际会议（ICCHE 2026）
+1/181
-
一边期待，一边忐忑：发榜前的科研人正在想什么？
+5/120
-
胆酸锂 （Lithium cholate）
+1/94
-
1,3,2-Dioxaphospholane, 2-(2,2,2-trifluoroethoxy)-
+1/87
-
3,4-二(三甲基硅氧基)-1-丁烯（CAS：89543-84-0）
+1/87
-
中国科学技术大学-苏州国家实验室联培招生-本科直博/硕博连读/申请考核三种方式
+1/80
-
无机非金属材料科学相关 实习研发人员招聘
+1/37
-
请问谁有2025最新影响因子Excel表？金币求助！
+1/34
-
同济大学环境学院肖倩课题组2026年补充招收推免生
+1/30
-
上海交通大学诚聘有机化学方向博士生/科研助理
+1/29
-
中国科学院西双版纳热带植物园人事处招聘
+1/29
-
中山大学李国强课题组招收博士生（柔性电子方向）
+1/14
-
双一流高校招收博士（现代技术管理/环境技术经济管理）及硕士研究生（长期有效）
+1/13
-
瑞典林雪平大学 高峰课题组 诚聘 氮化物基无机材料方向 博士后1名
+1/7
-
国家纳米科学中心段鹏飞课题组招收2027年入学博士研究生
+1/4
-
北京理工大学-集成电路与电子学院杰青团队-招博士后
+1/4
-
氨氮空白偏高！求指教！
+1/4
-
香港中文大学（深圳）管君课题组 纳米光子学方向 招收硕士、博士、博士后
+1/2
-
上海交通大学化学化工学院张智涛课题组诚聘博士后
+1/2
18楼2022-02-07 09:44:35
简单回复
bjdxyxy2楼
2022-02-06 10:12
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
。 发自小木虫Android客户端
tzynew3楼
2022-02-06 10:12
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
o 发自小木虫Android客户端
nono20094楼
2022-02-06 10:13
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
·
海田015楼
2022-02-06 10:45
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
d 发自小木虫IOS客户端
春意-盎然6楼
2022-02-06 11:13
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
~ 发自小木虫Android客户端
2018lz7楼
2022-02-06 11:27
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
。 发自小木虫Android客户端
zdh20208楼
2022-02-06 11:34
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
。 发自小木虫Android客户端
2022-02-06 13:05
回复
xiaoqiuqiu2010楼
2022-02-06 14:45
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
computersim11楼
2022-02-06 16:30
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
gter_wang12楼
2022-02-06 16:46
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
春意-盎然13楼
2022-02-06 17:29
回复
云在青天14楼
2022-02-06 17:46
回复
jiaoxg15楼
2022-02-06 18:04
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
dld12316楼
2022-02-07 07:23
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
1
miaojiabing17楼
2022-02-07 09:13
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
sct7319楼
2022-02-07 11:08
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
假大空20楼
2022-02-07 11:08
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
bjdxyxy21楼
2022-02-07 11:42
回复
hmei22楼
2022-02-07 12:40
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
周永山23楼
2022-02-08 09:27
回复
kangjx(金币+3): 谢谢参与
