仿生材料的奇妙应用
仿生学的例子25个完整版
《仿生学的例子》仿生学的例子（1）：蝙蝠与雷达蝙蝠会释放出一种超声波，这种声波遇见物体时就会反弹回来，而人类听不见。
雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。
在各种地方都会用到雷达，例如：飞机、航空等。
仿生学的例子（2）：苍蝇与小型气体分析仪令人厌恶的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的逐臭之夫，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。
苍蝇的嗅觉个性灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。
但是苍蝇并没有鼻子，它靠什么来充当嗅觉的呢原先，苍蝇的鼻子嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个鼻子只有一个鼻孔与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。
若有气味进入鼻孔，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。
大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。
因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。
这种仪器的探头不是金属，而是活的苍蝇。
就是把十分纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。
这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。
利用这种原理，还可用来改善计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
仿生学的例子（3）：鲸的前鳍--神奇能量的秘密！10项鲜为人知的仿生学案例-博闻网明白就好-博闻网---网易探索博客座头鲸前侧有垒球般大突起的前鳍，能够划过水面，让它悠游在海洋里。
但根据流动力学原理，这突起就应会妨碍前鳍的运动。
根据他的研究，费雪为风扇设计具突出边缘的叶片，叶片划过空气的效率比一般标准的风扇高百分20。
他成立一家叫鲸鱼能量的公司来生产他的产品，很快地会将这项节能的技术授权给世界各地的公司工厂。
仿生学在生活中的应用
仿生学在生活中的应用
与其它的动物不同，人类向来就善于观察自然，学习自然，师法自然，从而诞生出仿生学这门学科。
人类从动物感官上获取灵感，制造出很多为人类服务的科技设备。
1、照相机
无论是多么复杂的照相机，都是模仿动物眼睛的成像原理而制成的。
在此基础上，模仿鱼类凸出的眼睛制造出超广角的鱼眼镜头，拍摄出特殊的照片效果；模仿昆虫的复眼制造出蝇眼镜头，一次拍照可得数千张照片，把物体的每个角落都拍得清清楚楚。
2、雷达
监测飞行器离不开雷达，雷达就是模仿蝙蝠回声定位原理制造出来的。
在漆黑的夜晚，蝙蝠依靠复杂的鼻翼发出超声波，超声波遇到物体后返回，被耳朵接收，然后传入中枢神经产生感觉。
水生哺乳动物可以放出声纳，探知水中的物体，其原理与蝙蝠的回声定位类似。
人类通过模仿制造出了声纳系统，应用于水上航行。
3、嗅敏检漏仪
模仿动物灵敏的嗅觉制造出的嗅敏检漏仪，可用于检查漏气和监测许多有毒气体。
4、响尾蛇导弹
人类利用响尾蛇的颊窝能感知极小温度变化的原理，制造出了响尾蛇导弹，可用来追踪红外线目标。
动物的感官是神经系统的一个重要部分，是动物获取外界信息来源的重要组织，完善的动物感官对动物的生存和繁衍具有重要的意义。
当然，不同类群的动物有着不同发达程度的感官，这是动物适应自然环境的结果，也是动物生存和繁殖后代的保证。
仿生材料在工程设计中的应用与改进
仿生材料在工程设计中的应用与改进引言：随着科学技术的不断进步，仿生学作为一门跨学科的研究领域，引起了越来越多的关注。
仿生学旨在通过模仿自然的结构、功能和过程，将其运用于工程设计中，以提高人类生活质量并解决各种现实问题。
在众多仿生研究领域中，仿生材料的应用与改进是引人注目的领域之一。
本文将探讨仿生材料在工程设计中的应用及其在应用过程中进行的改进。
一、仿生材料在土木工程中的应用1.1 蜘蛛丝的仿生应用蜘蛛丝是一种非常坚韧的材料，具有很高的拉伸强度和韧性。
在土木工程中，仿生学家们研究了蜘蛛丝的结构和力学特性，并将其应用在了材料设计中。
例如，蜘蛛丝的拉伸强度可以用于设计高强度的建筑材料，而其韧性可以用于设计抗震材料，提高建筑物的抗震能力。
同时，仿生蜘蛛丝还可以应用于桥梁、航空器和汽车等领域，为工程项目提供更优质、更耐久的材料。
1.2 莲叶表面的仿生适应莲叶表面的仿生适应是另一个在土木工程中广泛应用的例子。
莲叶表面具有自洁能力，因为其表面上覆盖着微小的凹凸结构，可以防止污垢附着。
工程师们模仿这种结构设计出了自洁功能的建筑材料，例如自洁玻璃、自洁沥青等。
这些材料不仅可以减少维护成本，还可以改善城市环境卫生状况。
二、仿生材料在机械工程中的应用2.1 鸟类翅膀的仿生设计鸟类翅膀的结构对于飞行器设计具有重要参考价值。
通过仿生学研究，工程师们发现鸟类翅膀的独特结构可以提供良好的升力和减阻效果。
在机械工程中，仿生材料的应用包括将鸟类翅膀的结构用于设计高效的飞行器翼型，提高飞行器的飞行效率，减少能源消耗。
这种仿生设计的结果在航空航天、航海、风力发电等领域得到了广泛应用。
2.2 海绵骨骼的仿生研究海绵骨骼是一种材料结构，在机械工程中也有广泛的应用。
海绵骨骼的特点是轻巧、强度高且能够吸收冲击能量。
仿生学家们通过研究海绵骨骼的结构，设计出了同样具备这些特点的材料，并应用于汽车、航空器和运动设备等领域。
这些仿生材料的应用改善了产品的安全性和使用寿命，推动了机械工程的发展。
仿生科学365例
仿生科学365例1、飞檐走壁的手套：飞檐走壁手套的制作，需要采用一种特殊材料，它融合了壁虎脚底部的钢毛结构和荷叶表面的特性，从而生产出可粘住重物的“怪手套”。
2、荷叶与自洁涂料：在显微镜下，科学家们发现原来荷叶面上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物，雨水落在上面，铺不开、渗不进，只化作粒粒水珠滚落下来，顺道儿带走了荷叶表面的灰尘，从而使叶面始终一尘不染。
灵光一闪，科研人员模仿荷叶的自净原理，开展防污产品的研究。
这项技术将应用于生产建筑涂料、服装面料、厨具面板等需要耐脏的产品。
美国已经开始研究如何将这种自净原理用于汽车制造，使驾车族不必再日日洗车。
上海也已研制出具有自洁效应的纳米涂料，其干燥成膜过程中，涂层表面会形成类似茶叶的凹凸形貌，构筑一层疏水层。
这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，并最终在风雨冲刷中流走了。
3、“波义耳”试纸：波义耳是17世纪英国著名的化学家、物理学家。
一次试验时，波义耳不小心把盐酸溅到紫罗兰花上，顿时，花色由紫色变成了红色。
之后，他饶有兴趣地取来各种酸做试验，结果发现，各种酸类都能使紫罗兰变成红色。
但是，紫罗兰并不是一年四季都开花的，波义耳想了一个办法，他在紫罗兰开花的季节里收集了大量的紫罗兰花瓣，将花瓣泡出浸液来。
需要使用的时候，就往被试的溶液里滴进一滴紫罗兰浸液。
这就是他发明的“试剂”。
之后，他又取来了各种植物进行酸碱试验。
其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液：酸和碱本来像水一样，是无色透明的，可是，如果在石蕊浸液里滴进酸性溶液，就显出红色；滴进碱性溶液就能变成蓝色。
后来，他发明了一个更简便的方法，即用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。
要用时只需将一小块纸片放进被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶液是呈酸性还是呈碱性的了。
波义耳把种石蕊纸叫做“指示剂”，也就是后来人们所说的“酸碱试纸”。
4、水草与不粘锅：鱼缸里有些水草会长青苔，有些不会，原来有些水草具有自洁功能，其表面呈现非光滑形态。
14种巧妙的仿生设计
14种巧妙的仿生设计人类科学，很大程度上说其实是仿生学，从飞机到潜艇，这些都是科学家根据自然界某些动物的某些特殊技能仿制而出，然后再加以天才的改进。
仿生学的成果随处可见，下面博闻网就为您盘点世界14种最巧妙的仿生设计：1.仿象鼻机器臂随着电脑技术的发展，电脑控制的机械臂也越来越复杂和灵巧，开始向伸缩性和柔韧度的方向发展。
德国工程公司Festo根据象鼻子的结构，创造了这种新式的机械臂，先进的设计能使它灵活地搬运沉重的货物，并进行伸缩和弯曲。
2.蝙蝠翼太阳能侦察飞机蝙蝠无意间成了政府特务机关的灵感来源。
美国军方委托密歇根大学工程系开发了这款名为COM-BAT的侦察飞机，它透明的头部装有太阳能电池板，展开后6英寸的翅膀看起来就像飞翔的蝙蝠。
这架飞机仅适用1瓦特的点就能手机大量的间谍数据。
3.鸟类头骨结构建筑材料“头骨一般是质量很轻且耐冲击性极强的结构，因为它们保护着动物身上最重要的器官。
这种性能和物理属性能够应用在建筑设计和结构上。
”建筑师Andres Harris坚信这一点。
他正在研究将动物骨骼，尤其是鸟类头骨结构应用在节能生物建筑材料上。
他同样相信鸟类头骨结构可以应用在汽车构造上。
4.仿翠鸟鸟喙的新干线列车车头翠鸟从空中迅速扎入水中，却不会制造出很大声响，这得益于它尖尖的鸟喙结构。
这种形状激发了工程师和鸟类爱好者Eiji Nakatsu的灵感，用来解决日本新干线列车讨厌的毛病——当它高速经过隧道时，车头形成的风墙总会发出打雷一样的声音，而且还减慢了列车的速度。
而将翠鸟鸟喙形状应用于列车车头，不仅解决了噪音的问题，还可以将列车燃料使用效率提高20%5.仿猫脑智能电脑近些年来电脑技术是在不断发展，但即使是最先进的超级电脑也无法解决辨识人脸的难题。
在这点上，它们还不如猫的大脑。
研究发现，这个问题之所以存在，是因为电脑是用线性的方式编码，不像生物大脑同时可以处理许多事情。
由于研究人类大脑还不现实，科学家打算模仿猫的大脑大脑记忆和学习的方式开发智能电脑。
生物仿生学的创新与应用
生物仿生学的创新与应用生物仿生学是一种学科，通过研究自然界中生物的独特结构、功能和行为，寻找并模拟这些特征，创造出类似的物体或设备，以达到一定的应用目的。
这种学科的发展对于人类的科技进步有着重大的贡献。
在不同的领域中，生物仿生学都有着它独特的应用。
本文将从材料、交通、医学和机器人四个方面，来介绍生物仿生学的创新与应用。
一、材料领域1. 蝎子壳仿生防弹材料蝎子壳是一种自然的仿生防护材料。
由于蝎子生活在异境且常年受到风沙石子等外来物的侵袭，其外壳结构具有极高的抗撞击特性。
在蝎子壳的结构中，一些板块之间有所重叠，形成了像波浪一样的形状，这种结构能够有效地阻挡外来物的侵蚀，同时也减轻了它们的撞击力。
科学家们为了模拟这种结构，研制出了一种板状结构的人造材料，使用这种材料制成的联合护甲，可以达到防弹的效果。
2. 菊花仿生镍基合金菊花不仅仅是一种美丽的植物，它的花瓣的结构也成为了仿生学领域的研究对象。
研究表明，菊花的花瓣是由叠合在一起的数条弯曲带状部分组成的。
科学家们将这种结构模拟出来，研制出了一种菊花仿生镍基合金。
这种合金不仅具有非常高的拉伸强度和抗疲劳特性，还具有良好的韧性和超弹性，可以在高温环境下进行使用，并且不会发生形变。
二、交通领域1. 鲨鱼皮仿生进口轮胎鲨鱼是一种生活在大海中的生物，它的皮肤结构非常特别，其表面由大量在同一方向排列的凸起鳞片构成。
凸起的鳞片可以抵挡水流，从而让鲨鱼更快地前进。
科学家们通过研究鲨鱼的皮肤结构，研发出一种仿生进口轮胎。
这种轮胎由大量细小條列的凸起构成，可以在复杂路况下具有出色的抓地力，同样还减小了轮胎的摩擦，是一种环保、节能的产品。
2. 鸟类仿生飞机研究鸟类是一种能够飞翔的生物，长期以来，科学家们一直在研究鸟类的飞行方式。
研究表明，鸟类飞行时，它们翅膀的形态和特性，对于飞行效率起着至关重要的作用。
研究人员通过对鸟类飞行原理的仿生研究，研制出一种新型的仿鸟飞行的小型喷气式飞机。
日常生活中仿生学的例子
日常生活中仿生学的例子
一、仿生学在日常生活中的应用
1. 爬行机器人：仿生学中的爬行动物（如蛇、蚂蚁等）的运动方式被应用于机器人的设计中，使机器人能够在狭小、复杂的环境中灵活移动，如清洁机器人、救援机器人等。
2. 蓮花效应：仿生学中的蓮花效应被应用于纺织品、建筑材料等领域，通过模仿蓮花叶片的微观结构，使材料表面具有自洁、抗污染的特性，减少清洁和维护的需求。
3. 鸟类飞行模型：仿生学中研究鸟类飞行的原理和结构，将其应用于飞机的设计中，提高飞机的机动性和燃油效率，如BionicOpter 机器人、AeroVironment公司的无人机等。
4. 蝴蝶效应：仿生学中的蝴蝶效应被应用于风能发电装置的设计中，通过模仿蝴蝶翅膀的结构，改善风力发电机的效率和稳定性。
5. 鲨鱼皮肤：仿生学中研究鲨鱼皮肤的纹理和结构，将其应用于水下设备和水上运动器材的表面设计中，减少水阻，提高速度和灵敏度。
6. 瓢虫翅膀：仿生学中研究瓢虫翅膀的微观结构，将其应用于太阳能电池板的设计中，提高光能转化效率。
7. 花草的自然色彩：仿生学中研究花草的自然色彩和光学特性，将其应用于染料和颜料的研发中，制造更环保、健康的产品。
8. 蜘蛛丝强度：仿生学中研究蜘蛛丝的结构和性能，将其应用于材料科学和工程领域，开发出更轻、更强的材料，如碳纤维复合材料。
9. 蚂蚁行为模型：仿生学中研究蚂蚁的行为模型，将其应用于交通管理系统和物流系统的优化中，提高交通效率和物流运输的灵活性。
10. 蝴蝶翅膀颜色：仿生学中研究蝴蝶翅膀的颜色和光学效应，将其应用于显示技术和光学设备的研发中，制造更真实、更鲜艳的显示效果。
仿生材料的奇妙应用
仿生材料的奇妙应用仿生材料（Biomimetics）是指以生物体的结构、功能、机制和过程为蓝本，设计、制造各种人工材料和系统的一门学科。
仿生材料的应用非常广泛，涉及到多个领域，以下是一些仿生材料的奇妙应用。
一、建筑领域1. Lotus Effect（莲花效应）：莲花叶片表面的微小凸起使得水滴无法附着在上面，导致其自洁能力很强。
工程师们利用这个原理制造了自洁材料，用于建筑中的表面涂层和玻璃治理，减少了清洁和维护的成本。
2. Termite Mounds（白蚁丘）：白蚁丘内部的通风系统非常高效，能够保持稳定的温度和湿度。
建筑师们借鉴白蚁丘的结构，设计出更节能的建筑，如南非约翰尼斯堡一个办公楼的通风系统就仿生于白蚁丘。
3. Spider Silk（蜘蛛丝）：蜘蛛丝具有极高的强度和韧性，可以用于建筑材料的加固和修复。
科学家们正在研究如何利用蜘蛛丝制造更坚固、轻便和环保的建筑材料。
二、交通运输领域1. Whale Flipper（鲸鱼鳍）：鲸鱼鳍的形状和面积使其在水中游动时能够产生足够的升力和推力。
基于鲸鱼鳍的设计原理，工程师们改进了飞机和汽车的外形，提高了它们的速度和燃油效率。
2. Gecko Adhesion（壁虎粘附）：壁虎的爪子可以在不使用任何胶水或吸盘的情况下，轻易地粘附于光滑的表面。
科学家们研究了壁虎爪子的原理，并开发出仿生材料，用于制造粘性胶带和抓地力强的机器人爪子。
三、医学领域1. Velcro（魔术贴）：魔术贴的设计灵感来自于植物的种子，具有互锁的结构。
医生们利用魔术贴的原理，开发出适用于创口缝合的伤口封闭系统，以及可调节的矫形支架等医疗器械。
2. Synthetic Blood Vessels（仿生血管）：仿生血管是一种由仿生材料制成的血管替代品，用于修复受损或缺失的血管。
这项技术可以帮助许多心脏病患者，尤其是需要进行血管搭桥手术的患者。
四、能源领域1. Photosynthesis（光合作用）：光合作用是植物利用阳光转化为能量的过程。
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陆昳睿
阿依生材料
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徐可薇
仿生薄膜材料
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从生物膜谈起
✓生物膜的物质组成 ✓生物膜的结构 ✓生物膜的功能
生物膜的研究价值
——为什么要人工模拟生物膜？
长期进化 完美结构 独特功能
制备 研究
创新
仿生薄膜材料的应用
✓作为生物膜研究的模型 ✓作为生物活性分子的分离膜 ✓处理工业废水
仿生材料的奇妙应用
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陆昳睿
阿依布勒
王梓郡
麦合木提
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仿生材料
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• 仿蜂窝复合材料 • 仿贝壳材料 • 仿竹材料
阿依布勒
仿生材料
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• 蜜蜂构筑的六角型蜂巢结构比
任何圆形或正方形的结构更强 有力，能承担来自各方的外力； 且这种蜂窝结构是蜜蜂采用最 少的蜂蜡建造成的。
Ref:李冬云，乔冠军，金志浩. 层状复合陶瓷材料的研究进展.[J] 无机材料学报.
竹子具有良好力学性能的生物体 。它 强 度 高、弹性好、性能稳定, 而且密度小 (只 有0 . 6～1 . 2 g / c m3)，虽然钢材的抗拉强 度为竹材的 2 . 5 ～3 . 0倍 ,但钢材的密度却为 竹材的 10 倍左右 , 因此 , 按比强度计算 ,竹材 的比强度比钢材高出 3～4 倍 。
用途一：作为生物膜研究的模型
✓为什么要构建模型？ ✓如何构建模型？ ✓构建模型的意义是什么？
用途二：生物活性分子的分离膜
• 实现核心：相容性 • 举例：
磷脂改性高分子聚合膜可用于分离 蛋白质等生物活性物质
• 猜想：
如果将能够识别海洛因、吗啡等毒 品的磷脂分子引入分离膜中，用于 血液透析呢？
用途三：处理工业污水
非共价键
可逆共价键
多数自愈合凝胶都是通过非共 价键或可逆共价键来实现其自 愈合性能的。 从本质上来说, 可逆动态共价键 都属于动态建构化学。 (constitutional dynamic chemistry, CDC)
通过交联点的破坏和再形成而使应力得到释放
氢键相互作用、π-π堆叠、 阳离子-π相互作用、静电 相互作用等“ 聚电解质 效应“ 形成凝胶的三维 网络结构。
合 至纤可维承板载、十三几合吨板的的超节蜂重窝商省纸品材板，料甚 ，可回收利用
3）弹性、防震性能好。
• 贝壳珍珠层是一种天然的无机-有机层状生物复合材料，由碳酸钙(约占
95%)和少量有机基质(约占5%)组成。整个贝壳体系的抗张强度是普通碳 酸钙的3000多倍。这种良好的力学性能归因于珍珠层独特的微观结构。
Ref:Macromol. Rapid Commu n. 2011, 32, 1253–1258
Ref:Macromolecules, Vol. 43, No. 3, 2010
Ref:Chem. Eur. J. 2009, 15, 1893 – 1900 Appl. Mater. Interfaces, 2009, 1 (7), pp 1427–1436
Ref:马建峰, 陈五一, 赵岭，基于竹子微观结构的柱状结构仿生设计 ，机械设计第 25卷第 12期 2008 年 12 月
• 有学者据竹子微观结构提出仿生纤维
模型如图，实验表明其压缩变形要比 普通纤维高3 倍以上。受其多层、渐 变概念的启发, 为纤维增强金属基复合 材料设计的多层梯度界面模型是过渡 层/ 阻挡层/ 润湿层, 碳纤维/A l复合材 料实验结果表明, 其高温强度比未仿生 的高出5 倍以上.
• 层状陶瓷基复合材料，模拟了自然界中贝壳的珍珠层的复合结构。采用层状
结构，在脆性陶瓷材料中加入耐高温软质材料，制成层状复合材料。如常选 用高强、高硬的陶瓷（如Si3N4、AI2O3、SiC等）来模拟珍珠层中的硬层，选 用硬度较低、弹性模量较小的陶瓷（如BN、石墨等）或金属（如AI、Ni、W 等）模拟珍珠层中的软层，最终制得“砖-泥”结构高强韧复合材料。
在《蜘蛛侠2》里有个镜头，蜘蛛侠用蜘蛛丝duang地一下拉 住了火车，在电影里这显然是加了特技，常人看来不可思议。
但是，根据蜘蛛丝特性，这确实是可以的
陆昳睿
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仿生材料
仿生材料
想像： 请大家设想这样一副场景
王梓郡
仿生材料
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接触角大于150度，滚动角小于10度
荷叶表面的水滴
• 清华大学的学者依据竹材中微纤维别具特色的层次结构 ，提出仿生的纤维
双螺旋模型 ，实验表明其压缩变形功比普通纤维的提高 3 倍 ； 根据竹材外 密内疏的结构特性 ，有学者制备了 S i C包裹碳纤维的梯度基复合材料 ，发 现这种材料密度低 、 力学性能优良、 抗氧化功能突出 。
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知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
特点：省材料，强度大，质轻
3．应用于包装材料（蜂窝纸芯复合板）
质轻 1）强度高。一克重的蜂窝状纸能承受800克的重
力不变形，是五层瓦楞纸板的20-75.6倍。
2）承重大。10mm厚的蜂窝纸芯复 合板承重为0.5 ～ 3吨/平方米，是
五层瓦楞纸板的2～10倍强，度可以大替 ，刚度高
代实木板。包装重物的范围从几公 斤到几千公斤之间，如果是外面复
麦合木提
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仿生材料
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蜘蛛丝 跳蚤节肢蛋白 壁虎纤维刚毛
麦合木提
实例 （性质+应用）
仿生材料
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性质 应用
◇高比强度 ◇优异弹性 ◇超高韧性
材料
密度/GPa
蜘蛛丝 1.3
桑蚕丝 1.3
○航天 弹性蛋 1.3
白
○军事 尼龙
1.1
芳纶
1.4
钢 ○建7.8 筑
○医学 羊毛
1.3
碳纤维 1.8
Ref: Lin; Li, Shuhong; Li, Yingshun; Li, Huanjun; Zhang, Lingjuan; Zhai, Jin;Song,Yanlin;Liu, Biqian; Jiang, Lei; Zhu, Daoben. Advanced Materials,2002, 14 (24), 1857-1860
1．在航天上的率先使用
从上世纪30年代最早的用于制造飞机的夹层结构的六角型铝蜂窝芯，到70 年代美国波音公司的Boeing747飞机率先使用非金属的蜂窝复合板作为飞机 的地板，到如今，蜂窝复合材料已在飞机、火箭及太空飞船等航空航天器 上得到广泛的使用。
2．应用于家具板材
传统的家具都是用木材制作的， 这样无疑会消耗巨大的木材资 源，导致资源日益减少，而以 蜂窝纸芯为基础的蜂窝结构板 的基础材料，在两面复合传统 的木质面层，从而减少木质材 料的使用量。
○航母弹射器
性质
◇范德华力 ◇体积微型，数量庞大 ◇可逆粘附
应用
○“壁虎带”粘合剂 微型机器人
壁虎在脱黏过程中刚毛的角度十分重要，唯有 在某个临界角度下刚毛才能轻易脱 黏。经过大 量实验研究，人们得到该临界角约为30度左右
英国科学家Geim等仿照壁虎脚掌刚毛制造 出的“蜘蛛侠”玩具
美国斯坦福大学在2006年研 我国南京航空航天于2011年 发出一种仿壁虎机器人，称 研发出的“大壁虎”机器人 之为“粘虫”(Stickybot)
• 以碳酸钙薄片为“砖”，以有机
介质为“泥”，形成多尺度、多 级次的“砖-泥”组装结构。一方 面，有机基质犹如水泥一样，碳 酸钙薄片牢牢的黏结在一起。另 一方面，这样的特殊结构可以有 效地分散施加于贝壳上的压力。
Ref：孙娜，吴俊涛，江雷，贝壳珍珠层及其仿生材料的研究进展，高等学校化学学报，2011年10月
受蜂窝的启示，蜂窝复合材料问世，它 是一种新型材料，它质轻、强度大、刚 度高，具有缓冲、隔热和隔音等功能， 被广泛应用于航空工业，建筑业、家具 制造、包装和运输业，具有较高的经济 价值，并可回收利用。同时可节约大量 的森林资源，保护和改善生态环境，是 一种符合21世纪发展主题的环保新型材 料。
Ref:关世伟，蜂窝结构材料，China Academic Journal Electronic Publishing House
✓MBR(Membrane Bio-Reactor，
膜生物反应器)法处理工业污水
膜分离技术是由膜分离单元与生物处理 单元相结合的新型水处理技术，以膜组件 取代二沉池在生物反应器中保持高活性污 泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保 持低污泥负荷减少污泥量。
仿生自愈 合材料 陆昳睿
Thank You！
强度/GPa 1.1 0.6 0.002 0.95 3.6 1.5 0.2 4
刚度/GPa 10 7 0.01 5 130 200 0.5 300
延展性/% 27 18 15 18 2.7 0.8 5 1.3
韧性/ MJm^-3 180 70 2 80 50 6 60 25
性质 应用
◇能量可迅速释放 ◇弹性最强的物质之一 ◇回弹效率高
Ref:10 June 2007; doi:10.1038/nmat1934
外部供应 系统
封装
中空纤维
混凝土
膨胀剂矿 物质混合
细菌
微囊法
基体 Ca
记忆合金
树脂
Ref:Construction and Building Materials 28 (2012) 571–583
碱性硅 酸盐溶
液
Ca-Si 凝胶
视频：/v_show/id_XOTA4OTUxNjU2.html
出淤泥而不染， 濯清涟而不妖。
--宋.周敦颐《爱莲说》
超疏水的荷叶和表面结构（a)球形的水滴滴在荷叶表面 （b)荷叶表面大面积的微结构（c)荷叶表面单个乳突 （d）荷叶表面的纳米结构