
来源|安徽日报

于书红院士在化学合成实验室研究纳米材料合成过程中的实验现象。
海浪冲击着海岸,把贝壳抛到了海滩上。普通人捡起来,当作美丽的装饰品;科学家们将它们带回实验室,探索自然的奥秘。
“贝壳是一种碳酸钙矿物,是一种依靠生物体富集钙离子,在蛋白质等生物大分子的控制下生长的天然材料。我们研究自然界中贝壳等生物材料独特的微观结构和形成过程机制,然后模仿它的生长过程,可以结合现有的人工原材料仿生合成多种性能远远超出常规材料的新材料,称为仿生材料。”于树红,中国科学院院士、中国科学技术大学化学系教授,长期从事无机材料仿生合成及应用研究。被誉为模仿自然的“物质魔术师”。

于书红院士在仿生材料实验室与学生探讨轻质高强仿生结构材料的研发。
大自然就像一座奇妙的“合成工厂”,可以生产出具有各种奇特功能的生物材料或有机体。 “外壳的分层结构就像一个阶梯教室,一层一层地堆叠起来。”于书红介绍,珍珠母贝壳的内层具有壁状的“砖泥”微观结构,其中“砖”是碳酸钙片,“泥”是有机物,如蛋白质。 2002年回国后,他带领团队提出基于软体动物筑壁策略的“组装矿化”新方法合成天然珍珠母贝,模仿天然贝壳的形成过程和化学成分从源头珍珠质。

于书红院士在精密制备实验室构思了仿生热防护材料的结构设计方案。
十五年磨一剑。 2016年,于书红团队在国际上首次成功矿化合成人造珍珠母贝。研究成果发表在《Science》杂志上,并被该杂志评价为“所提出的成矿方法是一项突破”。 “模仿天然矿物的生长过程非常困难。在大约3周的时间内,我们可以制备出具有宏观尺度珍珠母贝结构的散装材料。这种材料具有与天然珍珠母贝相同的机械性能,但密度较低,具有优异的抗断裂性能。”于书红说。 “此后,我们课题组继续探索如何让合成贝壳在机械强度方面超越天然贝壳。后来,我们掌握了大型人造珍珠母贝的仿生合成原理,成功实现了宏观调控。”实验室规模生产人造贝壳的制备。”

于书红院士在仿生矿化实验室观察人工矿化合成的新型仿生材料。
在科学家的手中,废旧物资也能变废为宝。 “比如,在稻草中,我们提取这些生物质中的纤维素纳米晶体,并将其加工成材料。我们可以合成天然纳米纤维素高性能结构材料。”于书红说,这种材料的密度只有钢材的六分之一。 1、一半的铝合金加热到一定温度时膨胀几乎为零。具有轻质、高韧性、绿色环保等优点。是传统合金材料、陶瓷、工程塑料无法比拟的。有望在航空、航天等领域取代现有工程塑料。在航空航天、国防、民生等领域具有广阔的应用前景。

于书红院士在性能测试室研究纳米线组装器件的光电性能。
他受到北极熊毛发的启发,开发了隔热材料;模仿竹子的结构,成功制备出纳米“竹子”……近年来,于书红不断观察自然,获得仿生合成的灵感。他还不断解读自然,追踪新材料的设计和开发。装配原则。创新成果不断涌现,高水平论文层出不穷。很多学生和青年学者经常向他请教高生产力、高质量的“秘诀”。

于书红院士在仿生材料实验室指导研究生开展仿生生物医用材料研究。
“兴趣是最好的老师,也是科技工作者从事科学研究的动力。”余书洪认为,自己之所以取得诸多创新成果,与刻苦努力、坚持不懈的创新密不可分。 “我几乎没有周末和节假日,所以我把所有的时间都投入到了科研上。同时,我追求科研的水平和质量,努力像所倡导的‘从0到1’做更多的原创工作。”国家”。

于书红院士正在比较几种用于替代塑料的新型生物质仿生材料。

于书红院士在化学合成实验室为学生讲解实验仪器的使用规范。
虽然余书洪大部分时间都在实验室度过,但他希望仿生材料能够走出实验室,走进应用场景。 “科技成果只有转化为产品,才能成为真正的生产力。”于书红表示,“从微观层面到宏观层面,我们已经能够设计和制备出性能优异的仿生材料。未来,我们有信心这些低成本、环保、可持续的生物基材料走向实际应用。”
院士名片

余书红,1967年8月出生,合肥市庐江县人,无机化学家,中国科学院院士,中国科学技术大学化学系教授,纳米材料与化学研究室主任合肥国家微尺度物理科学研究中心主任,安徽省化学会理事。安徽省科技成果转化促进会会长。
长期从事无机材料仿生合成及应用研究,在仿生工程材料的设计、制备和应用领域取得了一系列原创性成果,为实用仿生结构的创造和应用奠定了坚实的基础。和功能材料。他创造了介观尺度“组装与矿化”相结合的合成方法,首次成功矿化合成了人造珍珠母,创造了轻质高强仿生木材、人造珍珠母等一系列仿生复合产品。铠装具有优良的隔热、防火性能。多层次结构材料。发表研究论文550余篇,被引用7万余次。 2014年至2021年连续入选全球高被引作家名单。 3次获得国家自然科学奖二等奖,并获得国家创新奖章、中国科学院优秀科技成果奖、安徽省重大科技成果奖等重要奖项和荣誉。
入选中科院引进优秀外籍人才,获得国家杰出青年基金,担任国家重大科学研究计划项目首席科学家、国家自然科学基金创新研究项目负责人团体科学基金。
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