最近,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的科研团队在大尺寸高性能有序结构仿生材料的研发上获得突破。
该团队在单相羟基磷灰石超长纳米线自组装快速制备高度有序柔性生物材料的研究工作基础上,制备出羟基磷灰石超长纳米线/聚丙烯酸钠准液晶态浆料,再通过简单的针管注射方法将浆料注入乙醇中,成功研制出兼具羟基磷灰石超长纳米线有序阵列结构和“砖块水泥层状有序结构”的高性能仿生柔性复合纤维。这种仿生复合纤维具有良好的柔韧性,可以打结、弯曲或扭曲而不会破坏其结构完整性,还拥有优异的力学性能,其拉伸强度及杨氏模量分别达到203.58 MPa和24.56 GPa,优于天然密质骨及文献报道的羟基磷灰石复合材料。
此外,受天然牙釉质的启发,研究团队还发展了自下而上多尺度自组装策略,研制出一种新型树脂增强的羟基磷灰石超长纳米线基仿牙釉质高度有序结构材料。该方法可以实现多尺度(从纳米到微米到宏观尺度)自组装,制备具有优异力学性能的大尺寸(厘米级)和任意形状的高度有序结构仿生材料,在骨缺损修复等生物医学领域具有良好的应用前景。