蚕茧茧壳的结构性能分析及其仿生设计

摘要

蚕茧作为具有特殊几何特性的天然材料,表现出了优异的性能,在仿生应用领域中是良好的参考模型.从仿生学的角度出发,对两种代表性蚕茧做了全面的测试和比较,对茧壳的尺寸、各层级的表面形貌、蚕丝直径、孔隙率、透气性、力学性能和热传导性能进行了表征、分析和总结.基于对蚕茧层级和性能的研究,仿生设计了一种层级结构,可应用于隔热服上,使其具有良好隔热性能和透气透湿性能.当外界温度发生骤降时,能够使温度缓慢变化到达人体,并接近体温,避免了高温给人体带来的不适.