仿生材料的开发灵感来源于具有非凡 10 特性或外观的生物材料和生物体,例如出色的机械强度和韧性、自清洁、自修复、鲜艳的色彩 11 等,以开发具有先进功能的材料和产品。珍珠层就是这样一种非凡的灵感来源,它形成 12 贝壳的内层,通常被称为珍珠母。珍珠层由 95 vol% 的脆性无机矿物 13(CaCO 3 )和 5% 的有机聚合物组成,作为砖和砂浆结构,但其断裂功比纯组成矿物高出约 3000 倍 14。模仿珍珠层这种高强度和高断裂韧性的理想组合,为生产替代、可持续的高性能结构和功能材料铺平了道路。 16 最近的研究进展促成了受珍珠层启发的分级结构纤维、薄膜和块状复合材料的制造。本综述讨论了珍珠层形成的化学性质、实体结构的细节以及强化和变形机制。此外,我们还概述了受珍珠层启发的材料的合成工艺和应用的最新趋势和发展。我们重点介绍了分级复合材料,并简要讨论了通过模仿珍珠层的自然形成而合成的人造碳酸盐。21
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