《生物材料手性生長和力學性能的理論和實驗研究》是依託天津大學,由王建山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名:生物材料手性生長和力學性能的理論和實驗研究
- 項目類別:面上項目
- 項目負責人:王建山
- 依託單位:天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
很多生物材料通過微尺度或多級手性來調控其生長、性能甚至是功能。本項目 擬針對攀附植物卷鬚、螺旋或扭轉的植物葉子和根等手性生物材料的力學性能和生長,展開 較系統的理論、實驗及計算模擬,以期從力學角度,增進對此類生物材料力學性能和生長的 手性效應的物理機制和基本規律的認識。考慮微尺度手性及非線性耦合變形,發展適用於此 類材料的多級結構力學模型和相應的計算模擬方法;通過宏微觀力學載入實驗,表征材料手 性等力學性能及其尺寸效應,揭示材料的微結構-性能關係;基於生長過程觀測,建立材料 的手性生長模型和形貌演化方程,研究微尺度手性對形貌形成和演化的影響機制及規律。此 外,還將探討多級結構仿生手性纖維材料在能量吸收存儲方面的套用。本項目的研究將有助 於理解和揭示自然界的手性生長之謎,為微納米手性材料設計、製備和功能化提供新的思路。
結題摘要
很多生物材料通過微尺度或多級手性來調控其生長、性能甚至功能。本項目針對攀附植物卷鬚、螺旋或扭轉的植物葉子和根等手性生物材料的力學性能和生長,展開了較系統的理論、實驗及計算模擬,從力學角度,增進了對此類生物材料力學性能和生長的手性效應的物理機制和基本規律的認識。通過宏微觀力學載入實驗和結構標註,研究了卷鬚的宏微觀力學性能,揭示了其微結構-性能關係;基於紙條扭轉試驗,建立了生物纖維網路的手性傳遞模型,揭示了生物生長過程中手性形貌形成的微觀力學機制,建立材料的手性生長模型和形貌演化方程;研究微尺度手性對形貌形成和演化的影響機制及規律。研究了手性纖維複合材料的螺旋纖維拔出的力學行為。建立了手性粱的鐵木辛柯模型。本項目的研究有助於理解和揭示自然界的手性生長機制,為微納米手性材料設計、製備和功能化提供了新的思路。