仿生材料的设计、合成与未来

摘要

人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史.在自然界里,存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物,这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物.诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼,都是典型的生物组织制造出的生物矿物.运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点.本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展,系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用,实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化,这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景.