仿生可控粘附纳米界面材料汇总
兰州化物所仿生微纳米复合双层结构材料研究取得系列成果
兰州 化物 所仿 生微 纳米 复合 双层 结构材 料研 究取 得 系列成 果
仿 生纳 米材料 是 材料 领域 的研 究热 点之一 ，国 内外材
中 国在 纳 米技术 研 究领域 “ 遥领 先 ” 遥
国 已经成 为 了一个 主 要的 纳米 技术 参 与者 ，但 是 印度 仍然
料 科学 工 作者 围绕 仿生 纳米 材料 的 制 备及其 功能 性开 展 了
汽 ， 让冷凝后 的蒸 汽通过 不同的 滤 ＝ 再 芷。科学家 们通过 使 用
由新德 里的 国立科学 技术 与 发展 研究 所 （ Ｓ ＮＩ ＴＡＤＳ）
不同 的气体和 气压 、 整流 速等方法 ， 调 获得 了最佳 的合 成方 的 Ｓ ｊ ａｔ ｃ ａ ｙ ｕｉ Ｂｈ ｔａ ｈ ｒ ａ领 导 的 这 项 研 究 用 ４种 指 标 ～ 一 论 ｔ 标准 以及研 究带 来的工艺 和产 品一 一衡量 了 式 ， 纳 米粒子 的产量 大约增 加一倍 ， 使 激光 能耗 比原有 制备 文发表 、专利 、
技 术 的水解 决方 案 、给 药 以及环 境一 一尽 管这 组 作者 指 出
这 是一 个初 步的 评估 。
了形态可 控 、 能可调 的胶体 光子 晶体微珠 材料 。在该项 研 功
究 中 ， 次通过三 相界面 张力 的调节 ， 妙 的将单分 散胶 体 首 巧
Ｂ ａｔ ｃ ａ ｙ 表示尽 管 印度 看上去 落在 了后面 ， 超 ｈ ｔａ ｈ ｒ ａ 它 过 了许多 先进 国家 ，达 到 了全 球排名 第 ７的位置 。
为 显 色 单 元 ，成 功 的 构 筑 了 一 种宽 视 角 的 多 彩转 球 面 板
“ 迫切 需要 私营部 门领 导这 些 国家的基 础和 应用研 究 ，
仿生粘附材料的研究与应用
仿生粘附材料的研究与应用近年来，随着人们对仿生学的深入研究和了解，仿生材料的应用也越来越广泛。
其中，仿生粘附材料的研究和应用已经成为热门领域之一，因其在实现许多复杂的应用中提供了新的可能性。
一、仿生粘附材料的意义和发展仿生粘附材料是一种可以在不依赖外部能量的情况下实现牢固吸附的材料。
与传统粘附材料相比，仿生粘附材料具有以下优势：1. 高强度、高灵活性：仿生材料可以实现高强度、高灵活性的吸附，这种吸附如同动物须发和鸟类趾部的自动吸附一样。
2. 无损吸附：通过仿生粘附材料的特殊结构设计和模仿，其吸附过程无需使用任何化学粘合剂或机械固定，从而防止了吸附物表面的损伤。
3. 使用多种材料：仿生粘附材料不受实验条件的限制，可以使用各种材料，如硅胶、Teflon、金属等。
随着对诸如动物须发、蜘蛛吐丝等天然吸附现象的研究，仿生粘附材料的发展越来越快。
目前，仿生粘附材料已经被应用于各种领域，包括微型机器人、医疗、建筑、环境保护、航空航天等。
二、仿生粘附材料的特点1. 结构的特殊设计。
仿生粘附材料是通过模仿生物体表面的特殊结构，来达到吸附的效果。
比如，仿生粘附材料可以借鉴蜘蛛的吐丝和螺旋形结构，从而提高吸附力。
2. 材料的特性。
仿生粘附材料的制作材料不仅限于复合材料，还可以使用氢键、静电力，甚至是多种材料混合制成的材料来实现吸附。
3. 原理的基础。
仿生粘附材料可以分为静态吸附和动态吸附，而其本质还是依靠各种微观相互作用力的作用。
比如，吸附表面的物质结构和表面大小，吸附物与吸附表面之间的键合能，都会影响吸附力。
三、仿生粘附材料的应用1. 微型机器人。
微型机器人的制造需要具有高效的流体控制、传感和粘附特性等技术。
仿生粘附材料可以在微型机器人中实现特定位置的附着和对一些很小的微粒的捕捉和释放。
2. 医疗应用。
仿生粘附材料可以使用于医疗领域，如在半导体植入体使用上，通过仿生粘附材料的生物相容性高和粘附力够，使植入物更加安全可靠。
仿生智能纳米界面材料研究资料
4. 前景展望
电化学沉积： 在水溶液中 在非水溶液中 离子液体、熔融盐、有机溶液
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4. 前景展望
仿生材料的重要科学意义在于：
1. 将认识自然、模仿自然、超越自然有机结合， 2. 将结构及功能的协同互补有机结合， 3. 为科学技术创新提供了新思路、新理论和新方法，
是知识创新的源泉。
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二元协同纳米界面材料
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3.2 Arrays of Single-Crystal Islands
Figure 3. (a) Plan view optical microscope image of the PDMS stamp with a grid pattern of 200 nm wide lines.
(b) Plan view SEM image of silver islands deposited on silver with 1um *1 um SAMfree squares separated by 200 nm SAM-modified lines.
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制备过程：
SAM
SAMECD11Fra bibliotekLBL?
超疏水金纳米线
Shapes of the gold threads floating on the water’s surface. The diameter is 0.5mm after superhydrophobic modification (a) and before superhydrophobic modification (b). The diameter is 0.8mm after superhydrophobic modification (c). The scale of these images is 1:28
仿生智能纳米界面材料研究资料
仿生智能纳米界面材料研究资料仿生智能纳米界面材料是一种结合仿生学与纳米科技的前沿研究领域，旨在开发具有类似生物界面的智能材料，能够模拟生物界面的高度自适应性、敏感性和可控性。
这种材料可以广泛应用于生物医学、电子器件、能源储存等领域，具有巨大的商业潜力。
下面将介绍仿生智能纳米界面材料的研究进展和应用前景。
1.研究进展仿生智能纳米界面材料的研究涉及多个方面，包括材料设计、合成方法和性能优化等。
一种常见的仿生智能纳米界面材料是基于聚合物的材料。
通过调控聚合物的结构和功能单元的组合以及纳米纤维的组装方式，可以制备出具有响应性和调控性能的纳米界面材料。
例如，可以通过改变聚合物的交联程度和含水量来实现材料的收缩和膨胀，并通过调节纳米纤维的排列方式和密度来改变材料的表面形态和力学性能。
另一类常见的仿生智能纳米界面材料是基于生物分子的材料。
例如，可以利用DNA、蛋白质等生物分子的特殊功能来实现材料的响应性和调控性能。
通过改变DNA的序列和结构，可以实现材料的自组装和分子识别等功能。
同时，利用蛋白质的结构和功能，可以制备出具有储能、传感和传导等特殊功能的智能材料。
2.应用前景仿生智能纳米界面材料具有广泛的应用前景。
在生物医学领域，这种材料可以用于制备仿生组织和器官，如人工皮肤和人工血管，用于替代病变或损伤的组织。
此外，还可以用于药物递送系统，通过材料的响应性和调控性能来实现药物的控制释放。
在电子器件领域，仿生智能纳米界面材料可以应用于传感器、电池和超级电容器等领域，用于提高电子器件的性能和可持续性。
在能源储存领域，这种材料可以用于储能装置，如超级电容器和锂离子电池，提高能量密度和循环寿命。
总的来说，仿生智能纳米界面材料是一种具有广泛应用潜力的前沿材料。
随着材料设计、合成方法和性能优化的不断发展，这种材料在生物医学、电子器件和能源储存等领域的应用前景将会更加广阔。
同时，对于仿生智能纳米界面材料的研究和应用也将推动纳米科技和生物技术的发展，促进科学研究和产业创新。
专题二-仿生智能纳米界面材料21页PPT
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定 。—— 罗伯斯 庇尔
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
从自然到仿生的疏水超疏水界面材料
从自然到仿生的疏水超疏水界面材料自然界中存在着许多疏水性极强的物体，比如荷叶、莲花等，它们在接触水的时候会形成水珠，水滴很难在它们表面停留，这种现象被称为“莲叶效应”。
在过去的几十年里，科学家们借鉴了自然界的疏水性特点，研发出了各种仿生的疏水超疏水界面材料，具有广泛的应用前景。
一种常见的仿生疏水超疏水界面材料是由微纳米结构构建而成的，这些微纳米结构可以增加物体表面的粗糙度，从而增大表面与水接触时的接触角，使水珠在物体表面形成较大的接触角，从而实现疏水性。
其中，仿生疏水材料的关键是构建具有微纳米级结构的表面，以实现水珠的快速排泄。
在这方面，研究者们借鉴了自然界中一些具有疏水性的生物材料，比如蜡叶、蜘蛛网等，利用其微纳米结构的特点，研发出了许多具有高疏水性能的仿生疏水超疏水界面材料。
除了微纳米结构，疏水超疏水界面材料还可以包含一些特殊的化学成分，以增强其疏水性能。
例如，研究人员发现一种叫做疏水氟烷的化合物能够在界面上形成稳定的凝胶层，从而实现超疏水性。
将疏水氟烷与微纳米结构相结合，不仅可以在物体表面形成稳定的超疏水层，还可以增强物体表面的抗污染性能。
疏水超疏水界面材料具有广泛的应用前景。
例如，它们可以应用在船舶、飞机等交通工具的表面上，减少水的阻力从而提高运动效率。
此外，它们还可以应用在建筑物的外墙、玻璃窗等表面，减少污染物的沾附，保持干净。
在医学领域，疏水超疏水材料被应用在人体假体表面，以防止细菌和其他微生物的滋生，从而减少感染风险。
除此之外，疏水超疏水界面材料还可以用于水处理和油水分离等领域。
综上所述，自然界中的疏水性物体为科学家们研发疏水超疏水界面材料提供了重要的参考。
通过构建微纳米结构和引入特殊的化学成分，研究人员已取得了一些令人瞩目的成果。
这些疏水超疏水界面材料在交通工具、建筑、医学等领域具有广泛的应用前景，为未来的科技发展带来了新的机遇。
专题-仿生智能纳米界面材料课件 (二)
专题-仿生智能纳米界面材料课件 (二)
- 仿生智能纳米界面材料的定义
- 仿生智能纳米界面材料的特点
- 仿生智能纳米界面材料的应用
- 仿生智能纳米界面材料的未来发展
1. 仿生智能纳米界面材料的定义
仿生智能纳米界面材料是一种新型材料，它将仿生学、智能材料和纳
米技术相结合，利用生物学的原理和智能材料的特性，通过纳米技术
的手段制造出具有生物特性和智能特性的材料。
2. 仿生智能纳米界面材料的特点
- 生物特性：仿生智能纳米界面材料具有生物特性，可以模仿生物体
表面的结构和功能，如自清洁、抗菌、防污、防水等。
- 智能特性：仿生智能纳米界面材料具有智能特性，可以根据外界环
境和刺激做出响应，如温度、湿度、光线等。
- 纳米特性：仿生智能纳米界面材料具有纳米级别的结构和特性，具
有高比表面积、高反应活性和高度可控性等特点。
3. 仿生智能纳米界面材料的应用
- 生物医学领域：仿生智能纳米界面材料可以用于制造人工心脏瓣膜、人工血管和人工骨骼等医疗器械。
- 环境保护领域：仿生智能纳米界面材料可以用于制造自清洁、抗菌、防污、防水等环保材料。
- 能源领域：仿生智能纳米界面材料可以用于制造太阳能电池、燃料
电池等新型能源材料。
- 电子信息领域：仿生智能纳米界面材料可以用于制造柔性电子、智
能传感器、纳米电子器件等电子信息材料。
4. 仿生智能纳米界面材料的未来发展
随着纳米技术和生物技术的不断发展，仿生智能纳米界面材料的应用
领域将会越来越广泛。
未来，仿生智能纳米界面材料将会更加智能化、可控化和高效化，为人类创造更多的科技奇迹。
仿生智能纳米界面材料
仿生智能纳米界面材料仿生智能纳米界面材料是一种新型的材料，它结合了仿生学和纳米技术的优势，具有智能响应、高效传感和可控制的特点，被广泛应用于生物医学、环境监测、智能传感器等领域。
本文将介绍仿生智能纳米界面材料的特点、应用和发展前景。
首先，仿生智能纳米界面材料具有智能响应的特点。
它可以对外部环境的变化做出及时、准确的响应，例如温度、湿度、压力等因素的变化。
这种智能响应的特点使得仿生智能纳米界面材料在医学领域有着广泛的应用，可以用于制备智能药物释放系统、智能医疗器械等，为医疗诊断和治疗提供了新的可能性。
其次，仿生智能纳米界面材料具有高效传感的特点。
它可以对微小的信号进行高灵敏度的检测和传递，具有优异的传感性能。
这种高效传感的特点使得仿生智能纳米界面材料在环境监测领域有着广泛的应用，可以用于检测空气中的有害气体、水中的重金属离子等，为环境保护和监测提供了新的手段。
此外，仿生智能纳米界面材料具有可控制的特点。
它可以通过外部刺激或控制实现特定功能，具有可控制性。
这种可控制的特点使得仿生智能纳米界面材料在智能传感器领域有着广泛的应用，可以用于制备智能化的传感器系统，实现对特定信号的高效检测和传递。
在未来，随着科学技术的不断发展和进步，仿生智能纳米界面材料将会有更广阔的应用前景。
它将会在生物医学、环境监测、智能传感器等领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
综上所述，仿生智能纳米界面材料具有智能响应、高效传感和可控制的特点，被广泛应用于生物医学、环境监测、智能传感器等领域，具有广阔的应用前景。
相信随着科学技术的不断进步，仿生智能纳米界面材料将会为人类社会的发展和进步带来更多的惊喜和可能性。
胶粘剂对纳米材料界面特性的影响与优化
胶粘剂对纳米材料界面特性的影响与优化胶粘剂是一种常用的粘接材料，广泛应用于许多领域，包括电子、医疗器械、汽车工业等。
纳米材料，由于其独特的性质和结构，具有广阔的应用潜力。
然而，在将纳米材料应用到实际产品中时，其与胶粘剂之间的界面特性成为一个重要的问题。
本文将探讨胶粘剂对纳米材料界面特性的影响以及优化的方法。
首先，我们需要了解胶粘剂与纳米材料之间的界面特性。
胶粘剂通常由基体、填充剂和粘合剂组成。
纳米材料的引入会改变胶粘剂的性能，并对其界面特性产生重大影响。
胶粘剂与纳米材料之间的相互作用主要包括物理吸附、化学结合和静电相互作用。
这些相互作用可导致胶粘剂与纳米材料之间的结合力增强或减弱。
胶粘剂对纳米材料界面特性的影响涉及到胶粘剂的选择、纳米材料表面的改性以及界面处理等方面。
首先，胶粘剂的选择对纳米材料界面特性至关重要。
不同的胶粘剂具有不同的化学成分和性质，选择合适的胶粘剂可以提高界面粘接强度。
例如，在纳米颗粒表面引入活性基团，可以增加与胶粘剂的化学反应，从而提高界面粘接强度。
其次，纳米材料表面的改性也是优化界面特性的重要手段。
通过在纳米材料表面引入不同的化学官能团或表面活性剂，可以改变纳米材料的亲疏水性、电荷性质和化学反应性，从而改善胶粘剂与纳米材料之间的界面相容性。
例如，将纳米材料表面修饰为亲水性，可以提高其与胶粘剂之间的吸附性能和界面粘接强度。
最后，界面处理方法也是优化纳米材料与胶粘剂界面特性的重要手段之一。
界面处理方法包括物理处理和化学处理两种。
物理处理方法主要包括表面清洁、打磨和纳米材料表面的激活等。
表面清洁可以去除纳米材料表面的杂质，创造一个干净的粘结界面。
打磨可以使纳米材料表面更加光滑，提高胶粘剂与纳米材料的接触面积。
激活方法则通过物理或化学手段改变纳米材料表面的性质，增加胶粘剂与纳米材料之间的结合力。
化学处理方法主要包括溶剂处理、表面修饰剂和胶粘剂处理等。
溶剂处理可以改变纳米材料表面的化学性质，增加与胶粘剂之间的化学反应。
纳米仿生材料
由于微、纳米结构并 存，大量空气储存在 这些微小的凹凸之间， 水珠只与荷叶表面乳 突的部分蜡质晶体绒 毛相接触。
2、表面各向异性
水稻叶表面存在类似于荷叶表面微/纳米结合的 阶层结构，但在水稻叶表面，乳突沿平行于叶边 缘的方向排列有序，而沿着垂直方向呈无序的任 意排列，水滴在这两个方向的滚动角也不相同， 其中沿平行方向为3-5°，垂直方向为9-15°。
• 宝马H2R氢燃料汽车外 型和设计的灵感来自 海豚、企鹅的低阻身 材。圆鼓的前脸、收 起的尾部，极小的正 锋面，成就了其0.21 的阻力系数。同样， 尺寸庞大的宝马7系得 益于其流线造型，阻 力系数也仅为0.29。
美国研发出一款举世无
双的“海豚潜艇”，
它不仅在外形上酷似
海豚，而且能像海豚
一样时而潜入水中， 时而跃出水面做出惊 险刺激的翻腾动作。
自然界的几种生物体的表面性能及其 仿生纳米界面材料
模仿水黾“水上漂”功夫的机器人
4在墙壁上行走的动物—壁虎 壁虎的每只脚底 长着大约50万根 极细的刚毛（长 100um)，刚毛末 端又有约400— 1000根更细小的 分支。
微米级阵列刚毛 单根刚毛 单根刚毛末端的放大
壁虎的脚底与物体表面之间的黏附力来自于 刚毛与物体表面分子之间的“范德华力”的累积 （范德华力是中性分子彼此距离很接近时，产生 的一种微弱的电磁引力）。 壁虎的脚抗灰尘能力的自清洁性发生在整齐 排列的刚毛上。由于粘附力所吸引在爬行基底与 吸引在单个或多个刚毛小分支上的灰尘粒子存在 着不均匀性，从而导致表面的自清洁性。 壁虎脚在踩踏脏物之后，脏物的颗粒堆积在 绒毛表面，而不是粘在绒毛上，因此在堆积到一 定程度之后脏物颗粒在重力的作用下就会脱落。
3在水面行走的昆虫—水黾
水黾的腿能排开300 倍于其身体体积的水 量，它的一条腿能在
仿生粘附可控的多尺度界面材料的研究的开题报告
仿生粘附可控的多尺度界面材料的研究的开题报告
1. 课题背景
粘附是生物体与外部环境发生作用的重要方式之一，同时也是仿生
材料设计中值得重视的因素之一。
自然界中，通过结构方面的设计，生
物体可以实现可控的粘附、分离和再粘附等特性。
这些现象的产生是由
生物材料的多种层级结构和各自的形态所决定的。
因此，设计多尺度阶
段结构的界面材料可以模拟生物体的粘附特性，从而实现可控的粘附、
分离或再粘附。
2. 研究目标
本研究旨在通过仿生学和材料科学相结合的方法，设计合成一种具
有可控的仿生粘附特性的多尺度界面材料。
3. 研究内容
(1) 生物仿生界面材料的设计原理及其与自然界中生物体的对比分析。
(2) 多尺度界面材料的制备，包括制备界面材料的基础材料、形成各类生物仿生界面材料的多层结构和其表面纳米粗糙度的调控方法等。
(3) 利用多种表征手段对所制备的多尺度界面材料的表面形貌、粘附、分离及再粘附特性等进行评估。
(4) 针对不同应用需求，对多尺度界面材料的性能进行优化，以实现其在材料领域的应用。
4. 研究意义
通过研究多尺度界面材料的设计和制备，将为仿生学在材料领域的
应用提供新的思路和方法。
同时，所制备的多尺度界面材料也将拓展材
料应用领域，特别是在需要粘附、分离及再粘附等特性的领域，如航空
航天、医学器械、生物材料等领域具有广阔的应用前景。
国家重大科学研究计划2012年立项项目清单
国家重大科学研究计划2012年立项项目清单项目编号项目名称项目首席2012CB910100 代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制赵世民复旦大学教育部上海市科学技术委员会2012CB910200 天然免疫应答相关蛋白的鉴定、结构与功能舒红兵武汉大学教育部湖北省科学技术厅2012CB910300 泛素－蛋白酶体：系统性发现其底物、发掘新作用机制及其生物学意义秦钧军事医学科学院放射与辐射医学研究2012CB910400 重要G蛋白偶联受体的结构与功能研究及配体发现刘明耀华东师范大学教育部上海市科学技术委员会2012CB910500 植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究沈文辉复旦大学教育部上海市科学技术委员会2012CB910600 蛋白质定量新方法及相关技术研究张丽华中国科学院大连化学物理研究所中国科学院2012CB910700 肿瘤发生发展中关键蛋白的功能与调控肖智雄四川大学教育部四川省科学技术厅2012CB910800 炎症诱导肿瘤的分子调控网络研究林安宁中国科学院上海生命科学研究院上海市科学技术委员会中国科学院2012CB910900 植物表观遗传调控及其在重要发育过程中的作用机制及结构基础研究邓兴旺北京大学教育部2012CB911000 蛋白质的生成、修饰与质量控制 Sarah Perrett 中国科学院生物物理研究所中国科学院2012CB911100 病毒与宿主细胞相互作用分子机制的研究于晓方吉林大学教育部2012CB911200 端粒相关蛋白对人类重大疾病作用机制的研究刘俊平杭州师范大学浙江省科学技术厅2012CB921300 极端条件下量子输运的研究和调控牛谦北京大学教育部2012CB921400 异质界面诱导的新奇量子现象及调控龚新高复旦大学教育部上海市科学技术委员会2012CB921500 人工微结构材料中光、声以及其它元激发的调控彭茹雯南京大学教育部2012CB921600 受限空间中光与超冷原子分子量子态的调控及其应用贾锁堂山西大学山西省科学技术厅2012CB921700 功能关联电子材料及其低能激发与拓扑量子性质的调控研究鲍威中国人民大学教育部2012CB921800 全固态量子信息处理关键器件的物理原理及技术实现肖敏南京大学教育部2012CB921900 光场调控及与微结构相互作用研究王慧田南开大学教育部天津市科学技术委员会2012CB922000 氧化物复合量子功能材料中的多参量过程及效应陆亚林中国科学技术大学中国科学院2012CB922100 囚禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操控詹明生中国科学院武汉物理与数学研究所中国科学院2012CB932200 纳米金属材料的多级结构制备及优异性能探索研究卢柯中国科学院金属研究所中国科学院2012CB932300 纳米材料功能化宏观体系的构筑和性能研究姜开利清华大学教育部2012CB932400 光功能导向的硅纳米结构高效、可控制备及其应用的基础研究张晓宏中国科学院理化技术研究所中国科学院2012CB932500 肝癌治疗的新型纳米药物研究杨祥良华中科技大学教育部2012CB932600 纳米界面生物分子作用机制的基础研究及其在前列腺癌早期检测中的应用樊春海中科院上海应用物理研究所中国科学院2012CB932700 新型高性能半导体纳米线电子器件和量子器件徐洪起北京大学教育部2012CB932800 高比能直接甲醇燃料电池关键纳米材料与纳米结构研究杨辉上海中科高等研究院中国科学院上海市科学技术委员会2012CB932900 纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究王春儒中国科学院化学研究所中国科学院2012CB933000 基于扫描探针技术的纳米表征新方法研究白雪冬中国科学院物理研究所中国科学院2012CB933100 高频磁性纳米材料的电磁性能调控及其在磁性电子器件中的应用薛德胜兰州大学教育部2012CB933200 高效节能微纳结构材料体系研究杨振忠中国科学院化学研究所中国科学院2012CB933300 基于纳米技术的肺癌早期检测研究赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国科学院上海市科学技术委员会2012CB933400 石墨烯材料的宏量可控制备及其应用基础研究石高全清华大学教育部2012CB933500 面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件及其集成技术研究郑婉华中国科学院半导体研究所中国科学院2012CB933600 多级微纳结构生物活性材料促进骨组织快速修复的研究刘昌胜华东理工大学教育部上海市科学技术委员会2012CB933700 新型铜基化合物薄膜太阳能电池相关材料和器件的关键科学问题研究肖旭东中国科学院深圳先进技术研究院中国科学院2012CB933800 仿生可控粘附纳米界面材料张广照中国科学技术大学中国科学院2012CB933900 纳米材料在骨、牙再生修复中的生物学过程研究林野北京大学教育部2012CB934000 基于肿瘤微环境调控的抗肿瘤纳米材料设计和机制研究聂广军国家纳米科学中心中国科学院2012CB934100 微纳惯性器件运动界面纳米效应基础问题研究刘晓为哈尔滨工业大学工业和信息化部2012CB934200 新型微纳结构硅材料及广谱高效太阳能电池研究李晋闽中国科学院半导体研究所中国科学院2012CB934300 基于纳米材料的太阳能光伏转换应用基础研究戴宁中国科学院上海技术物理研究所上海市科学技术委员会中国科学院2012CB944400 雌性生殖细胞减数分裂的分子基础孙青原中国科学院动物研究所国家人口和计划生育委员会中国科学院2012CB944500 心脏与肝脏发育和再生的遗传调控研究彭金荣浙江大学教育部浙江省科学技术厅2012CB944600 生殖细胞基因组结构变异的分子基础金力复旦大学上海市科学技术委员会教育部2012CB944700 排卵障碍相关疾病发生机制研究陈子江山东大学教育部山东省科学技术厅2012CB944800 植物胚乳发育及储藏物质累积的分子调控机制研究薛红卫中国科学院上海生命科学研究院上海科学技术委员会2012CB944900 辅助生殖诱发胚胎源性疾病的风险评估和机制研究黄荷凤浙江大学教育部浙江省科学技术厅2012CB945000 上皮组织的形成、更新及其调节机理朱学良中国科学院上海生命科学研究院中国科学院上海市科学技术委员会2012CB945100 血管发育和稳态维持的遗传及表观遗传机制杨晓中国人民解放军军事医学科学院生物工程研究所2012CB955200 东亚季风区年际-年代际气候变率机理与预测研究刘征宇北京大学教育部2012CB955300 全球典型干旱半干旱地区气候变化及其影响黄建平兰州大学教育部2012CB955400 全球变化与环境风险关系及其适应性范式研究史培军北京师范大学教育部2012CB955500 气候变化对人类健康的影响与适应机制研究刘起勇中国疾病预防控制中心卫生部2012CB955600 太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用谢尚平中国海洋大学教育部2012CB955700 气候变化对社会经济系统的影响与适应策略黄季焜中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院2012CB955800 气候变化经济过程的复杂性机制、新型集成评估模型簇与政策模拟平台研发王铮中科院科技政策与管理科学研究所2012CB955900 全球气候变化对气候灾害的影响及区域适应研究宋连春国家气候中心中国气象局2012CB956000 全球变暖下的海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响袁东亮中国科学院海洋研究所中国科学院2012CB956100 湖泊与湿地生态系统对全球变化的响应及生态恢复对策研究沈吉中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院2012CB956200 全球典型干旱半干旱地区年代尺度气候变化机理及其影响研究马柱国中国科学院大气物理研究所中国科学院2012CB966300 神经分化各阶段细胞命运决定的调控网络研究及其转化应用章小清同济大学上海市科学技术委员会教育部2012CB966400 人多能干细胞向胰腺β细胞和神经细胞定向分化的机制研究邓宏魁北京大学教育部2012CB966500非整合人诱导性多能干细胞（iPS）及相关技术用于β地中海贫血治疗的研究潘光锦中科院广州生物医药与健康研究院中科院2012CB966600 中胚层干细胞自我更新分化的机制与功能研究冯新华浙江大学教育部浙江省科学技术厅2012CB966700 多能干细胞定向分化的表观遗传学调控网络沈晓骅清华大学教育部2012CB966800 干细胞分裂模式和干细胞干性维持的机制研究高维强上海交通大学教育部上海市科学技术委员会2012CB966900 体内间充质干细胞自我更新、分化及其调控相关组织干细胞的机制研究李保界上海交大教育部上海科学技术委员会2012CB967000 肿瘤干细胞的动态演进及干预研究刘强中山大学教育部2011年生命科学部资助重点项目清单。
仿生特殊浸润性界面在化学工程与工艺中的应用
仿生特殊浸润性界面在化学工程与工艺中的应用曹墨源;巴特尔;柏浩【摘要】仿生特殊浸润性界面材料是一类新兴的功能材料.此类界面材料与特定流体之间存在极致的相互作用,如完全浸润、完全不浸润及可调性浸润等,使其在物理学、化学、工程学、生命科学等学科都发挥出特殊的功能.通过学习自然界具有特殊结构与化学组成的生命体,研究人员可以构筑多种对流体具有排斥、吸引、疏导等作用的特殊浸润界面材料,从而优化目前科研及生产中的流体操控过程.\"三传一反\"中存在大量的固/液/气多相作用过程,这为仿生特殊浸润界面材料提供了重要的应用场所,同时也对此类材料的设计提出了新的要求.介绍了仿生特殊浸润界面材料在传统化工相关领域的几类应用,包括冷凝换热、多相分离体系、设备防腐防污,非均相催化,以及定向流体传质等方向,并总结仿生特殊浸润界面材料在化工过程中应用的挑战与机遇,对此类界面材料在化工过程中的发展前景进行展望.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)011【总页数】13页(P4592-4604)【关键词】仿生材料;特殊浸润性界面;传热;分离;防腐蚀;传质【作者】曹墨源;巴特尔;柏浩【作者单位】化学工程联合国家重点实验室,天津大学化工学院,天津 300350;化学工程联合国家重点实验室,天津大学化工学院,天津 300350;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学,浙江杭州 310058【正文语种】中文【中图分类】TQ021引言“出淤泥而不染”是人类对荷叶特殊的浸润行为最早的诠释之一。
散落在荷叶上的水珠可以在叶片上自由滚动，并带走叶片上沾染的污泥。
这种特殊的浸润行为在使得叶片清洁无污的同时，也保证了叶片上的气孔不被液体阻塞。
借助于现代科研手段，研究人员发现正是荷叶表面的微米-纳米复合的多级植物蜡结构，使得荷叶表面拥有了极强的疏水性能[1-2]。
与荷叶性质相对应，鱼鳞片上的粗糙水凝胶层具有极强的亲水性。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》范文
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，材料科学领域的研究日益深入，其中仿生超疏水材料因其独特的表面性能和广泛的应用前景，受到了广泛的关注。
仿生超疏水材料模仿自然界中生物的疏水特性，如荷叶表面的自清洁效应，这种材料不仅具有优异的防水性能，还能应用于防污、防腐蚀、防冰等多个领域。
近年来，纳米技术与聚氨酯涂层的结合，为仿生超疏水材料的研究提供了新的方向。
本文将重点探讨仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究进展、制备方法、性能及其应用前景。
二、仿生超疏水纳米材料的制备方法仿生超疏水纳米材料的制备主要依赖于纳米技术和表面工程。
首先，通过纳米技术制备出具有特定形貌和结构的纳米粒子，如纳米管、纳米线等。
其次，利用表面工程对纳米粒子进行表面改性，使其具有低表面能，从而实现超疏水性能。
此外，还可以通过模板法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等方法制备仿生超疏水纳米材料。
三、聚氨酯涂层的优势与应用聚氨酯涂层因其优异的耐磨性、耐候性、抗冲击性等特性，在众多领域得到广泛应用。
将仿生超疏水纳米材料与聚氨酯涂层相结合，可以进一步提高涂层的性能。
聚氨酯涂层具有良好的附着力和柔韧性，能够有效地将纳米粒子固定在基材表面，形成稳定的超疏水层。
此外，聚氨酯涂层还具有优异的耐化学腐蚀性能和抗污染性能，使其在恶劣环境下仍能保持良好的超疏水性能。
四、仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备与性能仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备主要涉及纳米粒子的制备、表面改性以及与聚氨酯涂层的复合。
首先，通过适当的制备方法得到具有特定形貌和结构的纳米粒子。
然后，对纳米粒子进行表面改性，降低其表面能。
最后，将改性后的纳米粒子与聚氨酯涂层进行复合，形成具有超疏水性能的涂层。
该涂层具有优异的防水、防污、防腐蚀和防冰性能。
在防水方面，超疏水涂层能使水滴迅速滚落，防止水分渗透到基材内部。
在防污方面，超疏水涂层具有自清洁效应，能有效地抵抗污垢和油脂的附着。
仿生界面材料
荷叶的表面(cultiule)具有 大小约5~15 m细微突起的 表皮细胞(epidermal cell) 表皮细胞上又覆盖着一层 直径约1nm的腊质结晶 (wax crystal) 蜡质结晶本身的化学结构 具有疏水性
以荷叶为例，水珠与叶面接
触的的面积大约只占总面积 的2～3%。
若将叶面倾斜，则水珠被迫 以滚动方式运动。滚动时， 会顺便吸附起叶面上的污泥 颗粒，一同滚出页面。
蝴蝶翅膀
蝴蝶翅膀是由微米尺寸 的鳞片交叠覆盖，每个鳞片 上又分布着排列整齐的纳米 条带结构，每个纳米条带由 倾斜的周期性片层堆积而成， 这种周期性排列的微观结构， 不仅使其具有自清洁性，而 且还会产生特殊的结构色。
玫瑰花瓣
玫瑰花瓣具有微米乳 突结构，同时具有纳米折 叠结构，这种微纳双层结 构使其具有高黏附力的超 疏水性。据此，我国学者 提出“Petal Effect”(花瓣效 应)。
达到清洁的效果
相形之下，在同样具有疏
水性的光滑表面。
水珠只会以滑动的方式 移动，並不会夹带灰尘离 开
因此不具有自洁的能力。
其它生物体表的界面行为
雁、鸭等动物羽毛 蝴蝶翅膀 玫瑰花瓣 壁虎脚掌 蜘蛛丝 甲虫背部
雁、鸭等动物羽毛
雁鸭的羽毛表面主要成 份亦为油脂类，而羽毛的层 状微结构中又藏有空气，所 以雁鸭即使在水中也不会弄 湿羽毛，不会造成其飞行时 的阻力，在空中飞翔时更可 以此来降低与空气间的摩擦 力，使飞行时更省力。
壁虎脚掌
壁虎的每只脚底大约有50 万根极细的软性刚毛，每根刚 毛末端又有约400根至1000根 更细小的纳米绒毛分支，这些 绒毛直径大约0.20.5µm。这 种微纳米多级结构使得刚毛与 物体表面分子接触，从而产生 “范德华力”。
专题二-仿生智能纳米界面材料文库
电子信息领域
电子器件与电路
仿生智能纳米界面材料可以应用 于电子器件和电路的制作，提高 其性能和稳定性。
传感器与执行器
仿生智能纳米界面材料可以模拟 生物体内的感知和运动机制，制 备出高灵敏度、高响应速度的传 感器和执行器。
信息存储与处理
通过仿生设计，制备出具有优异 信息存储和1 2
污染物去除与净化
仿生智能纳米界面材料可以模拟生物体内的解毒 和排毒机制，实现对有毒有害物质的吸附、降解 和转化。
环境监测与修复
利用仿生智能纳米界面材料的传感性能，实现对 环境中有毒有害物质的快速、准确监测和修复。
3
生态修复与保护
通过仿生设计，制备出具有优异生态适应性和稳 定性的植物生长促进剂和土壤改良剂。
04 仿生智能纳米界面材料的 未来发展与挑战
新材料开发与性能优化
总结词
随着科技的不断进步，新材料开发与性能优化已成为仿生智能纳米界面材料领 域的重要发展方向。
详细描述
通过研究生物体的结构和功能，科学家们不断探索和开发具有优异性能的仿生 智能纳米界面材料。这些新材料在强度、韧性、耐腐蚀性等方面表现出显著的 优势，为工程领域提供了更多的选择。
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特性
具有优异的环境适应性、自适应性、 自修复性和生物相容性等特性，能够 根据外界刺激进行智能响应，实现物 质传输、能量转换等功能。
仿生智能纳米界面材料的重要性
促进跨学科发展
仿生智能纳米界面材料结合了生 物学、物理学、化学、材料科学 等多个学科的前沿理论和技术， 有助于推动相关学科的交叉融合
与发展。
05 结论与展望
研究成果总结
仿生智能纳米界面材料的制备与 表征
专题-仿生智能纳米界面材料课件 (一)
专题-仿生智能纳米界面材料课件 (一)专题-仿生智能纳米界面材料课件近年来，随着纳米技术和生物技术的迅猛发展，仿生智能纳米界面材料的研究备受关注。
面对这一新兴领域，为了加强对学生的教育和培养，各高校相继推出了相关课程。
其中，《仿生智能纳米界面材料课程》是一个较为重要的课程。
本课程旨在介绍仿生智能纳米界面材料的基本概念、原理和应用，在课程的学习过程中，学生将会学习到有关生物材料、仿生智能材料、纳米材料和界面工程等方面的知识，掌握仿生智能纳米界面材料的制备和应用方法。
本课程的课件主要包括以下几个部分：一、概述本部分主要介绍了本课程的课程大纲，课程目标和教学方法。
二、生物材料这一部分主要介绍了生物材料的基础知识、特点、分类以及在仿生智能纳米界面材料中的应用。
三、仿生智能材料本部分主要介绍了仿生智能材料的特点、分类、原理、制备方法及应用。
四、纳米材料这一部分主要介绍了纳米材料的基础知识、特点、制备方法及其在仿生智能纳米界面材料中的应用。
五、界面工程本部分主要介绍了界面工程的基础知识、特点、分类以及在仿生智能纳米界面材料中的应用。
六、案例分析本部分通过案例分析，使学生更好地了解仿生智能纳米界面材料的应用和发展趋势。
本课程的课件编写具有很强的应用性和实践性。
学生可以通过学习课件掌握仿生智能纳米界面材料的制备方法和应用技术，掌握这一领域的最新研究进展和发展趋势。
同时，还可以通过讲解案例学习到科研中遇到的实际问题和解决方法，提高学生的科研能力和创新能力。
综上所述，仿生智能纳米界面材料是一个具有前沿性和研究性的领域，在这个领域中进行教育和培养具有很高的重要性。
本课程的课件设计从多个方面介绍仿生智能纳米界面材料的基本知识和应用技术，可有效提升学生的学习效果和科研能力，是一份必不可少的优秀教材。
专题二-仿生智能纳米界面材料
水黾在水面行走的原理 2.4 水黾在水面行走的原理
水黾的多毛腿一次能 够在水面上划出4mm 长的波纹，能排开300 倍于其身体体积的水 量，导致了非凡的浮 力，这种浮力能让水 黾的一条腿能在水面 上支撑15倍于身体的 重量，这种能力使水 黾在水面上行动自如。
这种优异的水上特性，是利用其腿部特殊的微米和纳米相结合的结构效 应来实现。腿部有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。直径 不足3微米，在表面有螺旋状的纳米沟槽结构，吸附在沟槽中的气泡形 成气垫，宏观上表现出腿部的超疏水特性。
2.7 自然界中的结构颜色
自然界产生颜色的主要途径是色素，但有些生物经过进化选择了结构颜 色，即依靠自然光与波长尺度相似的微结构的相互作用而产生颜色。如 鸟类的羽毛、昆虫等的颜色来源于薄膜干涉。
2.7.1 孔雀羽毛的绚丽色彩
孔雀羽毛的颜色来源于小羽枝 表皮下面的周期结构。实验和 理论模拟显示二维周期结构沿 表皮方向对某一波段的光有很 强的反射，形成颜色。其调控 方式有两种，一是调控周期长 度，一是调控周期数目。蓝色、 绿色、黄色、棕色小羽枝对应 的周期长度依次增大，棕色羽 毛还用Fabry-Perot干涉效应， 造成额外的蓝色，形成混合色 而呈棕色。
2.5 壁虎在墙壁上行走的原理
壁虎特殊的粘附力是由壁虎脚底 大量的细毛与物体表面分子间产 生的“范德华力”累积而成的。 东南亚大壁虎的每只脚底部长 着大约50万根极细的刚毛，每根 刚毛约有100微米长，刚毛末端 有大约400-1000根更细小的分支。 范德化力就是由刚毛的精细分 支与物体表面间产生。根据计 算，壁虎的全部刚毛能支持 1225N力，而实际上，壁虎一只 脚趾就能够支撑整个身体。
2.2 表面各向异性
2.2.1 表面微米结构的排列方式对滚动各向异性的影响
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项目名称：仿生可控粘附纳米界面材料首席科学家：中国科学技术大学起止年限：2012.1至2016.8依托部门：中国科学院一、关键科学问题及研究内容总体思路：发挥材料、化学、生物多学科交叉的优势，选择具有重大需求和应用背景的关键科学问题进行研究，选择具有战略意义的仿生可控粘附纳米界面材料及其应用中存在的重要问题，从抗粘附材料、特异性生物识别与粘附材料、抗生物附着减阻材料、防覆冰材料等有关的具有全局战略性意义的新材料领域的重要问题重点突破，并形成基础研究和应用研究的有效衔接，做出一批面向国家重大需求、在国际上领先的科研成果。
本项目所要研究的关键科学问题：“仿生可控粘附纳米界面材料”是按照基础科学问题与应用技术结合的研究模式，利用表面微纳结构及粘附功能协同的仿生材料取得的研究成果，以结构仿生到功能仿生的研究思路，发展多种相关具有可调控粘附性质的仿生功能表面，以便迅速建立起在国际上具有领先地位的高级功能材料研发体系。
在此基础上制备出对国民经济有重要影响的、具有自主知识产权的新材料。
拟解决的关键科学问题包括：（1）自然界多尺度微观结构与表面粘附性能的关系；（2）功能分子与多尺度结构间界面协同作用的调控原理；（3）仿生可控粘附纳米界面材料体系的设计、构筑和组装原理；（4）可控粘附及选择性粘附材料的制备规律；（5）仿生可控粘附纳米界面材料体系测试与表征的新技术和新方法。
围绕上述科学问题的主要研究内容：基于影响材料粘附性能的基本要素，仿生可控粘附纳米材料体系将从抗粘附、高效粘附以及选择性粘附三个角度出发，重点研究材料的表面多尺度结构效应、材料化学组成调控规律、特异性识别和智能调控等内容：（1）自然界中特殊粘附原理：通过模仿具有特殊功能生物体的结构，利用纳米技术、分子生物学、界面化学、物理模型等综合方法，揭示生物体结构与其特殊功能之间的内在本质，掌握生命体系中识别组装、粘附/脱附、智能调控和多尺度复合结构的关系，从理论和实验源头创新，建立和发展自组装中所涉及的新方法新概念，发现细胞层次上物质科学中的特异识别和可控粘附的新现象和新效应，发挥材料、物理、化学、生物多学科交叉的优势，揭示可控粘附的本质与规律；（2）多尺度微纳结构构建与表面粘附性能调控：发展多尺度表面微观结构构建方法、探讨材料多尺度微结构对粘附性能的调控机理。
通过调节表面化学特性与多尺度结构之间的关系，制备具有不同化学组成或多尺度微观结构的抗生物粘附材料。
基于多尺度界面的仿生结构原理，设计仿生靶向识别的功能分子，调控界面分子，纳米及微米多尺度上的多重协同作用，构筑新型微纳仿生基底；利用微纳米加工技术制备大面积、有序结构；结合表面引发活性聚合方法对制备的微纳米结构表面进行位置可控的修饰；通过材料参数的不同组合方式制备力学性能、表面性能、尺寸参数多种多样的微纳米有序结构材料。
（3）仿生抗粘附功能表面：从仿生的角度出发，通过模拟真实血管内表面多尺度微纳复合结构，制备人工的多尺度微纳复合结构表面，以减少血小板粘附，达到改进生物医用材料血液相容性的目的；以自然界的鱼皮表面微结构为启发，将具有自清洁效应的微纳结构引入到复合材料中，研究水相不同微纳结构化的材料表面的油滴浸润行为以及生物材料的粘附行为，制备超疏油，抗生物粘附，高机械强度的仿生水凝胶材料。
通过调节表面化学特性与多尺度结构之间的关系，制备具有不同化学组成或不同材料组成的多尺度微观结构的抗生物附着材料。
引入对热、pH、光或电等刺激有响应的智能分子，通过合理设计材料的组成及结构，制备对浸润性和对生物粘附性可进行调控的智能响应材料，并对其响应机理与参数调控进行研究，以达到“智能防污”的效果。
引入特殊材料设计及结构设计，达到材料的多重协同体系，使抗粘附材料具有自修复或可修复的特性，实现最高级别的仿生可控粘附纳米界面材料。
（4）特异性及选择性粘附表面：基于多尺度界面的仿生结构原理，设计仿生靶向识别的功能分子，调控界面分子，纳米及微米尺度上的多重协同作用，构筑多尺度的生物特异识别粘附可控材料界面，实现病变细胞的特异性识别和可控粘附，揭示其识别、粘附和解粘附规律，为生物技术和纳米医学提供物质基础与理论指导，开发新型的可用于早期疾病诊断的纳米平台和微量检测技术，为将仿生微纳米有序结构界面推向用于公共安全、环境监测、医学诊断检测器件奠定基础。
进一步提升我国生物、材料、医学等高新技术的原创能力。
上述研究内容涵盖了仿生可控粘附纳米界面材料认知、模拟与调控三个层次涉及到的主要科学问题。
包括具有特殊粘附性能的生物体的结构本质；探索仿生粘附功能材料的制备新方法；发展新型粘附性能可控的表面界面材料；解决仿生粘附功能材料的稳定化及实用化技术等众多关键问题。
本项目将综合运用现代化学、物理学、生命科学的理论和方法，发展仿生抗粘附、高效粘附、特异性及选择性粘附功能材料，探讨材料多尺度表面界面结构和粘附性能之间的内在本质关系，并开发出一批在生物、医药、环境等领域具有实际应用价值的新型功能材料。
二、预期目标本项目总体目标：获得一批国际水平的研究成果，使我国在仿生粘附纳米材料研究和应用总体水平进入国际先进行列，争取做出若干原创性的工作，在国际上占有一席之地。
预计经过5年的研究，为充分认识表面粘附规律，解决表面粘附对生产和生活带来的危害，发展新型抗粘附材料、高效粘附材料及特异性粘附材料提供新知识、新技术和新材料。
在知识创新方面：发现新概念、新原理、建立新理论。
主要在以下几个方面取得重要进展，做出在国际上有重要影响的工作：揭示生物体微观结构与其特殊粘附性能之间的内在本质、探讨材料多尺度表面界面结构对粘附性能的调控机理。
5年发表300篇SCI收录的论文，其中影响因子在5以上的不少于30篇，3以上的80篇，出版1-2本以上专著；获国家奖1-2项，为建立新型仿生可控粘附纳米界面材料体系框架奠定基础。
通过本项目的执行，培养和造就一批高层次的研究人才，形成几个在相关领域中有国际影响的研究团队。
在方法创新方面：模仿具有特殊粘附性能生物体的多尺度微纳结构，制备具有特殊粘附性能的新材料并用于实际应用，从认识自然到模仿自然进而在特定功能方面超越自然。
在技术创新方面：发展仿生微/纳结构制备技术、界面粘附性能表征技术、材料表面抗粘附处理技术、新型重大疾病早期诊断技术等。
在材料创新方面：制备出对国民经济有重要影响的、具有自主知识产权的3 5种新材料，申请30项发明专利；发展用于抗凝聚及抗粘附材料、高效生物附着组织工程材料、特异性生物识别与粘附材料、抗生物附着减阻材料、粘附可调防覆冰材料等高级功能材料。
利用多尺度表面微结构对粘附性能调控方面的研究成果，对传统材料进行改性，为传统产业的改造和升级换代提供理论和技术基础。
在优秀人才培养方面：培养一批高层次的研究人才，包括2-3名具有国际影响力的科学家，若干名国家杰出青年基金获得者；形成几个在国内外有重要影响的仿生可控粘附材料基础研究和应用基地。
五年中预期达到的具体目标：2012年，研究具有特殊表面粘附性能生物体的结构及性能，设计、制备结构及功能协同的仿生粘附材料体系，开展功能分子及表面修饰材料选择、有序纳米阵列体系构筑、表面处理工艺等方面的研究，建立材料表面粘附性能的测试及表征平台，着重新的制备方法和表面粘附性规律的研究。
2013年，在模拟生物体特殊表面微结构特征的基础上，深入探讨材料表面多尺度微结构对粘附性能的影响规律，开展相应的理论研究工作，特别重视选择具有优越性能和应用前景的材料体系进行工艺优化和技术储备研究。
2014年，在全面开展多尺度微结构及粘附功能协同的仿生材料体系理论、设计和应用研究的基础上，制备出抗凝聚及抗粘附材料、高效生物附着组织工程材料、特异性生物识别与粘附材料、抗生物附着减阻材料、粘附可调防覆冰材料等高级功能材料。
2015年，总结对仿生粘附材料应用有实际指导意义的规律，针对实际应用需求，优化材料体系、结构设计和加工工艺，为材料的进一步应用奠定基础，争取有几项工作在应用上有所突破。
2016年，在系统总结前四年工作的基础上，选择几种重要粘附可控材料体系协调攻关，在制备工艺、粘附性能调控、环境稳定性、规模化应用等方面有所突破，促进本项目做出有显示度的重大成果。
三、研究方案总体研究方案本项目针对生活中与粘附现象相关的、具有重大需求和应用背景的科学问题进行研究，充分利用表面粘附并通过粘附原理有效抑制危害性粘附，对仿生粘附材料领域的重要问题重点突破，主要研究内容包括：基于影响材料粘附性能的基本要素，探讨自然界多尺度微观结构与表面粘附性能的关系；从抗粘附、高效粘附以及选择性粘附三个角度出发，重点研究材料的表面多尺度结构效应、材料化学组成调控规律、特异性识别和智能调控等内容；发展新型抗凝聚及抗粘附材料、高效生物附着组织工程材料、特异性生物识别与粘附材料、抗生物附着减阻材料、粘附可调防覆冰材料等功能材料等方面。
以期取得一批具有中国特色和优势、在国际上有原创竞争力和重大应用价值的重要成果。
总体研究方案如下：(1) 仿生可控粘附纳米界面材料的设计理念从仿生角度出发，结合已有研究基础，从分子和纳米、微米多尺度体系深入研究自然界中具有特异粘附性能的生物体，特别是对其粘附相关功能起关键作用的表、界面结构与特性的内在联系，从中发现和提出抗粘附、高效粘附以及选择性粘附的表面结构设计规律和理论，指导材料的设计合成。
(2) 凝练核心基础科学问题重视发掘和提炼研究体系中的基本规律和共性问题，从多角度出发建立对表面粘附规律的基本认识，为解决实验过程中遇到的问题提供有力支持，并在实践中不断完善粘附相关理论。
(3) 以实际应用需求为研究导向在仿生设计思想的指导下，针对不同体系的实际应用需求，开展有针对性的研究工作。
对于不同需求在研究过程中研究重点有所侧重，同时保证研究工作的系统性。
与国外仿生粘附材料的研究相比，本项目强调从具有重大应用背景的重要材料体系有重点地进行深入系统研究，实现基础研究与国家发展目标的紧密衔接。
设计思路以多尺度微观结构与表面粘附性能调控为核心研究内容，并将其研究结果应用到高效粘附、抗粘附及选择性粘附等多个研究方向。
研究工作中特别重视纳、微米结构对表面性能的影响，并充分利用项目组成员在功能材料设计合成、表面微结构构筑、粘附性能表征等方面的研究基础，优势互补，集中力量对关键科学问题进行重点突破，以带动各应用领域的研究工作。
基于以上研究思路和方案，预期本项目不仅将在仿生粘附材料的基础研究方面取得一系列具有重要国际影响的成果，形成国际上有特色的研究团队和高水平研究人才队伍，同时将发展一系列具有重大应用价值的仿生可控粘附纳米界面材料，为我国发展新型生物医药技术、保护环境安全、提高能源利用效率和国家安全等方面做出重要贡献。