项目名称: 生物材料手性生长和力学性能的理论和实验研究

项目编号: No.11472191

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 王建山

作者单位: 天津大学

项目金额: 90万元

中文摘要: 很多生物材料通过微尺度或多级手性来调控其生长、性能甚至是功能。本项目 拟针对攀附植物卷须、螺旋或扭转的植物叶子和根等手性生物材料的力学性能和生长,展开 较系统的理论、实验及计算模拟,以期从力学角度,增进对此类生物材料力学性能和生长的 手性效应的物理机制和基本规律的认识。考虑微尺度手性及非线性耦合变形,发展适用于此 类材料的多级结构力学模型和相应的计算模拟方法;通过宏微观力学加载实验,表征材料手 性等力学性能及其尺寸效应,揭示材料的微结构-性能关系;基于生长过程观测,建立材料 的手性生长模型和形貌演化方程,研究微尺度手性对形貌形成和演化的影响机制及规律。此 外,还将探讨多级结构仿生手性纤维材料在能量吸收存储方面的应用。本项目的研究将有助 于理解和揭示自然界的手性生长之谜,为微纳米手性材料设计、制备和功能化提供新的思路。

中文关键词: 生物材料;手性效应;力学性能;生长;几何阻挫

英文摘要: Many biological materials can control their growth, properties and even functions through the microscopic or hierarchical chirality. This project will conduct theoretical, experimental and computational investigations to gain insight into the physical mechanisms and the basic principles of the chirality effect of mechanical properties and growth of chiral biological materials from the viewpoint of mechanics. In this project, the hiearchical mechanis model for such biological materails and the corresponding modelling method will be developed firstly. Through the macro- and micro-scopic experiments, the mechanical properties such as material chirality and their size effects will be characterized. Based on observations of the growth process, the chiral growth model and morphologies evolution equation will be developed to investigate the effects of microscopic chirality on the formation and evolution of chiral morophologies of typical chiral biological materials such as climbing tendrils. In addition, applications of the bioinspired fiber with hierarchical chiral structures to the energy absorbing and storage will be also investigated.The results of this project will be helpful for revealing the mechanisms of chiral growth observed widely in nature world and shed new light on the design and fabrication of chiral micro- and nano-materials and their functionalization.

英文关键词: biological materials;chirality effect;mechanical properties;growth;geometrical frustration

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

专知会员服务
43+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
29+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
66+阅读 · 2021年7月4日
专知会员服务
35+阅读 · 2021年5月7日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
99+阅读 · 2021年3月25日
机器直觉
专知会员服务
29+阅读 · 2020年11月22日
专知会员服务
29+阅读 · 2020年8月8日
人机对抗智能技术
专知会员服务
214+阅读 · 2020年5月3日
机器学习在材料科学中的应用综述,21页pdf
专知会员服务
50+阅读 · 2019年9月24日
人工神经网络在材料科学中的研究进展
专知
0+阅读 · 2021年5月7日
高分子材料领域的十大院士!
材料科学与工程
20+阅读 · 2018年9月18日
李克强:智能车辆运动控制研究综述
厚势
21+阅读 · 2017年10月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
专知会员服务
43+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
29+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
66+阅读 · 2021年7月4日
专知会员服务
35+阅读 · 2021年5月7日
【经典书】数理统计学,142页pdf
专知会员服务
99+阅读 · 2021年3月25日
机器直觉
专知会员服务
29+阅读 · 2020年11月22日
专知会员服务
29+阅读 · 2020年8月8日
人机对抗智能技术
专知会员服务
214+阅读 · 2020年5月3日
机器学习在材料科学中的应用综述,21页pdf
专知会员服务
50+阅读 · 2019年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员