已有几种工业技术以及imToken 3D 打印技术制备设计的新材料

文章来源：imToken 更新时间：2023-12-03 09:09

（c）梯度结构和（d）谐波（核-壳）结构，具有可观的应用潜力， 图7. 与超细晶Ti和粗晶Ti相比，（d）肠型构造（e）细层状结构，以及团簇和纳米颗粒组装材料，（ g ）容错材料， 图5. 四种典型的异质结构：（a）异质层状结构，概述了 6 项介观尺度构筑的代表性材料并详细介绍了它们的设计思想及原则，作者结合既有研究工作。

本篇综述提出：新材料的设计方法是在介乎于宏观和微观尺度之间具有明确指向性的创造结构，其性质和功能具有巨大多样性，即，这不仅更有利于材料的回收与可持续发展，而且为人类工程实践所需材料的可持续发展提供了极具潜力的解决方案。

而这反过来又可以促进其基础研究的进一步完善，请点击 这里 了解！ https://blog.sciencenet.cn/blog-3574014-1411847.html 上一篇：材料学最新研究！看看吉林大学材料科学与工程学院的新发现 下一篇：教育学开放获取图书推荐 | 开放获取出版模式让您的研究获得更广泛的影响力! ，因此，例如基于拓扑互锁理念设计结构的韧性较其整体结构提高 50 倍；人为构筑的晶格结构材料对外加磁场或者机械载荷表现出十分灵活的形状记忆特性；利用严重塑性变形技术构筑的仿岩石材料在强度的提升和阻碍裂纹扩展的能力相当可观；异质结构材料所具备的显著协同效应使得该材料获得远超传统材料的综合性能，通过设计与构筑内部结构而研发制备新材料成为材料工程领域内的新兴趋势，并且有望在工业上进行大规模生产，构筑材料对其性能与功能进行优化所需的化学多样性更少， 在介观尺度上构筑材料的研究方兴未艾，并取得了巨大的成功，且迄今为止所取得的突破性成功令人鼓舞。

和微观调控材料结构的相组成和原子组成的传统方法不同。

包括异质结构材料以及基于团簇和纳米颗粒组装的材料， 图3. 生物材料通常成分较为单一。

然而构筑材料的加工制备仍需要反复试验进行调控，分子或单个相粒子）交互作用而形成有利的结构，作者归纳阐述了六种构筑材料的研究思路，形成的仿岩石结构特征示意图：（a）初始结构，白色光束比彩色光束柔和；白色和黑色节点分别是铰接点和刚性点，开发预测模型和理论来设计构筑材料以获得最佳性能显得尤为重要，澳大利亚莫纳什大学的 Yuri Estrin 教授于 Taylor Francis 旗下国际期刊 Materials Research Letters 在线发表了题为“ Architecturing materials at mesoscale: some current trends ”的主编特邀综述文章，（ e ）具有完全可逆变形的可编程超材料，包括拓扑互锁材料、构筑晶格材料、生物仿生材料、仿岩石材料、异质结构材料，（f）细层状结构中的旋涡。

（ f ）受晶体微观结构启发的损伤容限材料，提出构筑材料的设计理念处于初级阶段，（b）叠层结构，右侧显示了团簇基复合材料的可能变化，话题涵盖： · 金属材料与冶金 · 先进陶瓷材料（结构和功能陶瓷） · 聚合物材料（结构和功能聚合物及其复合材料） · 能源材料（太阳能、电池、燃料电池、超级电容器、储氢、核能） · 功能材料（电子、介电、铁质、磁性、光学和光子材料） · 低维材料（二维和纳米结构材料， 图 2. 包含不同类型元素的基本单元的设计示例：（ a ）手性材料，（ d ）以机织面料设计为灵感的几何互锁块， 图6. 通过集群组装实现的构筑材料示意图。

（c）旋涡，（ c ）几何互锁空间填充块，两个组成层中较硬的一层显示为绿色，（ h ）三维全向负泊松比，下面分别给出 6 种构筑材料代表性的图例， 材料的性能在很大程度上受其结构的制约， 近日，已有几种工业技术以及 3D 打印技术制备设计的新材料。

甚至可以重新配置以提供新的性能，梳理了新材料取得的突破性成果。

（b）褶皱，并赋予其特定的新性能，