對材料的結(jié)構(gòu)和性能進行仿生設(shè)計、以獲得滿足某些特定服役環(huán)境要求的工程材料是目前材料研究中的熱點之一。最近,中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室(LNM)“生物及仿生材料力學”課題組的宋凡研究員、許向紅副研究員和邵穎峰助理研究員及其合作者,用等離子刻蝕和酸腐蝕的辦法,在陶瓷表面成功引入了仿蜻蜓翼表面納米結(jié)構(gòu),使陶瓷表面的水接觸角提高五十度以上成為超疏水表面,有效地提高了陶瓷材料的抗熱震性。研究表明,在熱震過程中,仿生處理后的陶瓷表面能夠自動地覆蓋一層空氣膜,使得出現(xiàn)在陶瓷與熱震介質(zhì)間劇烈的溫差所產(chǎn)生的熱梯度和應力不能直接作用于實際陶瓷上,這層空氣膜使陶瓷表面熱阻增加了近萬倍。
相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett)(2010, 104: 125502.)上,并被美國Physical Review Focus(http://focus.aps.org/story/v25/st12,)和英國New Scientist(http://www.newscientist.com/article/dn18685-new-ceramic-is-not-afraid- of-the-cold.html,)專題報道,得到了包括J. Am. Ceram. Soc.主編、著名陶瓷材料學家David Green等人的高度評價。同時被選入由American Institute of Physics 和American Physical Society 共同主辦的反映當前物理學和材料科學研究前沿中的焦點問題的刊物Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology。
該項工作得到了國家自然科學基金委和中國科學院資助。