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　　进步构造原料已正在航空航天、开发和汽车筑造等范围取得了广博操纵，其功能需同时满意轻质、高强度以及优异的韧性。通过仿造珍珠母高度有序的“砖-泥”构造并引入矿物桥巩固机造，可造备出兼具强度与韧性的高功能仿生构造原料。跟着多性能操纵需求的日益伸长，这些原料还需具备其他性能以适合纷乱的境况转折。比如，正在某些易燃场景中，失控失火形成的高温大概会明显减弱构造原料的板滞功能，从而增添装备阻滞或构造坍塌的危急。然而，仿生复合原料中有机因素固有的热稳固性限定了其团体高温功能。为应对这一挑衅，广泛需求引入失火报警和阻燃编造，但编造的纷乱性增添将会影响其牢靠性。以是，斥地兼具主动早期失火预警和被动阻燃的多性能构造原料拥有紧张的实质意旨。

　　不日，中国科学技艺大学俞书宏院士团队提出了一种将原子掺杂策画与仿生构造策画相纠合的战术，造备出拥有板滞鲁棒性、热致变色性子和阻燃性能的仿珍珠母氧化铝-氰酸酯复合原料。相干成效以“A nacre-inspired structural material with thermochromic properties and mechanical robustness by atomic-level design”为题颁发于《国度科学评论》（National Science Review）。中国科学技艺大学博士探索生庞俊、博士后王泽宇和博士生宋涛为论文配合第一作家，俞书宏为通信作家。

　　探索团队通过可控的固溶反响合成了铬掺杂的氧化铝微米片，并将其行为仿珍珠母构造中的“砖”（图1和图2a-c）。这些微米级拼装基元阐扬出特其它可逆热致变色性子。同时，该原子级掺杂战术同步实行了固溶加强效应，与仿珍珠母多级构造策画协同用意（图1），使仿生复合原料拥有高弯曲强度（~290.1MPs）和高断裂韧性（~11.1MPa m1/2）的板滞功能（图2d）。通过基于机械进修的K-means模子的图像识别技艺，仿生复合原料正在250℃时的响合时辰为9秒，合用于早期失火预警（图2e）。别的，高度有序的“砖-泥”构造有用阻塞了氧气的传导，实行了50%的极限氧指数，从而付与了仿生复合原料优异的阻燃功能（图2e）。该仿生复合原料正在仍旧优异板滞功能的基本上，通过集成早期失火主动预警与被动式阻燃双重性能，修筑了主动-被动协同防护编造，从而使其成为兼具构造承载与智能防护性能的多性能原料，正在智能失火预警编造范围表现出辽阔操纵远景。

　　图2.（a）氧化铝微米片截面透射电镜元素漫衍图；（b）聚焦离子束技艺沿着（006）晶面临铬掺杂的氧化铝微米片举行切确加工；（c）铬掺杂的氧化铝微米片原子级透射电镜元素漫衍图；（d）仿生复合原料板滞功能的Ashby图；（e）仿生复合原料的主动早期失火预警与被动防火阻燃性能示图谋。

　　这项管事出现完了构策画与性能策画的有用纠合，实行了主动早期失火预警和被动阻燃协同用意机造，为纷乱阴恶境况下新一代智能失火预警编造的高功能构造原料斥地供给了一种簇新的途径。

　　该探索取得了国度中心研揭橥置、中国科学院战术性先导科技专项、国度天然科学基金宏大项目、安徽省宏大基本探索项目以及新基石探索员项目等资帮。