6日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校俞書宏院士團隊首次提出了非連續布利岡（Bouligand）結構的設想，併發展了一種程式化組裝納米纖維的方法，成功地創製出一種新型的輕質高強仿生非連續布利岡結構納米複合材料，實現了非連續纖維橋連和布利岡構造誘導裂紋偏轉的協同增韌。該成果為研製高性能結構材料提供了新的組裝方法。相關論文日前發表在國際期刊《物質》上。
　　布利岡結構由單向納米纖維片層螺旋堆疊構成，在骨、魚鱗、龍蝦殼等多種生物材料中廣泛存在，是一種典型的纖維增強結構，直接決定這些生物材料的卓越力學性能。然而，蘊藏在自然布利岡結構中的智慧仍未得到充分開發和運用，已實現的仿生布利岡結構與自然布利岡結構相比，無論在結構層級還是結構精度方面都相差甚遠。
　　研究人員基於所開發的有序組裝納米纖維基元的程式化裝置，以環境友好的硬硅鈣石納米纖維和海藻酸鈉為原料，通過螺旋組裝硬硅鈣石納米纖維于海藻酸鈉基體中，並結合溶膠—凝膠—薄膜轉變過程，成功製備了非連續布利岡結構納米複合材料。實驗表明，該材料展現了卓越的力學性能，優於許多如魚鱗片、層狀骨、蟹螯等天然布利岡結構材料以及仿生布利岡結構類似物和部分工程纖維複合材料。進一步通過斷口微結構分析與理論模擬發現，該材料表現出裂紋偏轉和纖維橋連增韌機制。
這種仿生納米複合材料具有廣泛的應用前景，可作為高損傷容忍性能的骨修復材料等，對於今後開發新型納米纖維複合材料、提昇傳統纖維增強複合材料的性能具有重要的指導意義。（記者吳長鋒）