對材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)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(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國家重點實驗室(LNM)“生物及仿生材料力學(xué)”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(yīng)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(xué)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(dāng)前物理學(xué)和材料科學(xué)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(xué)基金委和中國科學(xué)院資助。