经过长期演化和优胜劣汰,天然生物材料往往具有多层次的、精巧的分级结构和多方面的综合性能与功能。本项目采用宏、细、微观力学的理论、计算和实验方法,研究了蚕丝、蜘蛛丝、牛角、贝壳等若干种典型生物材料的生物学功能、力学性质与微纳米多级结构之间的关系;研究了生物材料表/界面的力学性质,发展了适用于不同本构关系的接触和粘附力学模型,揭示了其中的尺度效应和物理影响因素;通过理论与数值的方法,研究了生物大分子的力学行为与生物功能的关联,并分析了大分子的自组装过程及其力学机制;研究了生物软材料由于非均匀生长等原因导致的形貌失稳与演化特征。并基于上述研究成果,对微纳米器件、新型材料等的仿生设计进行了探讨。
英文主题词Natural biological material; micro/nano mechanics; surface/interface; morphological instability; biomimetics