中國化學會第32屆學術年會
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俞書宏簡介

仿生材料的設計合成與未來

俞書宏1,2*

1中國科學技術大學化學系，合肥市金寨路96號，230026

2合肥微尺度物質科學國家研究中心，合肥市金寨路96號，230026

*Email: shyu@ustc.edu.cn

 

人們從自然界獲得靈感來設計實用材料和應用系統(tǒng)有著燦爛而悠久的歷史。在自然界里，存在著大量的具有有趣的形貌和結構的生物礦物，這些礦物通常是由高度組織的有機-無機材料的復合物。諸如珍珠、牡蠣殼、珊瑚、象牙、動物牙齒、細菌中的磁性晶體和人體骨骼，都是典型的生物組織制造出的生物礦物。運用受生物啟發(fā)的合成路徑來制備多尺度復雜結構功能材料一直是無機化學、納米科學、材料科學和生命科學等領域的交叉研究前沿的熱點。本報告將總結近年來在運用仿生理念合成一系列仿生無機/有機納米復合結構材料和宏觀尺度組裝體材料方面所取得的研究進展，系統(tǒng)研究了仿生分子模板對無機微納材料的晶化、生長及形貌與結構的調控作用，建立了人工仿生合成珍珠母、仿生聚合物木材、超彈性抗疲勞材料等系列多級結構材料的合成方法, 闡釋了其生長機理, 發(fā)現了無機仿生材料跨尺度合成的新途徑，這類跨尺度合成的仿生材料展現了廣闊的應用前景。

關鍵詞：仿生合成；無機材料；納米結構單元；組裝；應用

參考文獻

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Bio-Inspired Synthesis and Self-Assembly of Functional Materials

Shu-Hong Yu1,2*

1Department of Chemistry, University of Science and Technology of China, Jinzhai Road 96, Hefei 230026, China

2 Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, Jinzhai Road 96, Hefei 230026, China

 

There is a rich and long history of gaining inspiration from nature for the design of practical materials and systems. During the past few decades, it has been one of the hottest research subjects in materials chemistry and its cutting-edge fields to explore new bio-inspired strategies for self-assembling or surface-assembling molecules or colloids to generate materials with controlled morphologies, unique structural specialty, and complexity. Especially, how to synthesize functional materials spanning all the length scale has been a daunting task. Recently, we have realized the bio-inspired synthesis of a family of inorganic or inorganic-organic micro-/nano- structural materials and their macroscopic scale assemblies, including bio-inspired molecule induced synthesis of micro-/nano-inorganic materials, bio-inspired interfacial assembly of macroscopic assemblies and functionalization. Especially, we can produce a family of functional bulk materials, such as synthetic nacre, artificial wood, super-elastic and fatigue resistant carbon materials, and self-healing and superstretchable conductors, which are spanning all the length scales, either by predesigned matrix-directed mineralization, polymerization or self-assembly process or by a bottom-up self-assembly process of nanoscale building blocks. These composite materials are emerging as a new material system, showing enormous application potentials in diverse fields.

 

俞書宏，中國科學技術大學教授，中國化學會會士，國家杰出青年基金獲得者，教育部“長江學者獎勵計劃”長江特聘教授，中國科學院引進國外杰出人才，國家基金委創(chuàng)新研究群體科學基金項目負責人、國家“萬人計劃”科技領軍人才，曾任國家重大科學研究計劃項目首席科學家。現任合肥微尺度物質科學國家研究中心納米材料與化學研究部主任。2019年當選中國科學院院士。

長期從事無機及復合材料的仿生合成、組裝及功能化應用研究。在Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等學術期刊上發(fā)表論文450余篇。被SCI引用58,191次，H因子134，2014- 2020年連續(xù)入選全球高被引作者。以第一完成人兩次獲國家自然科學二等獎，獲安徽省重大科技成就獎、第二屆全國創(chuàng)新爭先獎章、國際水熱-溶劑熱聯(lián)合會Roy-Somiya獎章等。擔任Mater. Chem. Front.主編，擔任Sci. China Mater.、EnergyChem、eScience副主編, 擔任Accounts of Chemical Research, Advanced Materials, Nano Letters, Chemistry of Materials, ACS Biomaterials Science & Engineering, Matter, Trends in Chemistry, Materials Horizons, Nano Research等國際顧問編委、執(zhí)行編委或編委。