穆正知
猛禽翼羽构效关系启发的强韧复合材料仿生设计及形性调控
报告人:穆正知
所在单位:吉林大学
报告人简介：
穆正知，吉林大学副教授、博士生导师，美国密歇根大学安娜堡分校联合培养博士、德国亚琛工业大学访问学者，入选国家第四批“博新计划”、吉林省高层次人才、吉林大学“励新计划”等。主持或参与承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家“博新计划”等科研项目10余项，发表学术论文30余篇，授权发明专利30余项。曾获第三届国际仿生工程奖、首届国际仿生创新大赛一等奖、中国政府奖学金、中国博士后科学基金会“博新计划”优秀创新成果、吉林省优秀博士学位论文等荣誉奖励。担任国际期刊Biomimetics顾问委员兼客座主编、Journal of Bionic Engineering和Advanced Bionics等期刊青年编委。
摘要
自然界中大型猛禽通常具有超大自重、超强承载和超距飞行等显著特征，这些生物学特征与其翼羽跨尺度、多级次和超精细的复杂空间构型密切相关。目前，关于猛禽翼羽生物构型与其强韧特性之间构效关系的精准量化分析方法仍有待构建。特别是如何将猛禽翼羽构效关系进行合理化工程映射，实现先进复合材料的仿生强韧化设计及形性调控宏量制造，值得深入研究。本报告系统介绍了典型大型猛禽翼羽构型的宏微观特征，揭示了翼羽跨尺度分级结构和类机械互锁结构与翼羽强韧特性之间的构效关系，设计制造了插层式和叠层式两种仿生复合材料，阐明了翼羽构效关系驱动的仿生设计策略在调控复合材料强韧特性中的作用原理，为先进仿生复合材料的创新设计和形性调控提供了思路和方法。
关键词：猛禽翼羽；构效关系；强韧复合材料；仿生设计；形性调控
参考文献：
1. Zhiyan Zhang, Zhengzhi Mu*, Yufei Wang, Wenda Song, Hexuan Yu, Shuang Zhang, Yujiao Li, Shichao Niu, Zhiwu Han*, Luquan Ren. Lightweight structural biomaterials with excellent mechanical performance: A review, Biomimetics, 2023, 8(2), 153.
2. Yufei Wang, Zhengzhi Mu*, Zhiyan Zhang, Wenda Song, Ze Wang, Zhiwu Han*, Luquan Ren. Protocol to construct biomimetic carbon fiber composites with improved interfacial strength, STAR Protocols, 2022, 3(4), 101805.
3. Wenda Song, You Chen, Zhengzhi Mu*, Yufei Wang, Zhiyan Zhang, Ze Wang, Linpeng Liu, Binjie Zhang, Yujiao Li, Bo Li, Dashun Zhang, Junqiu Zhang, Shichao Niu, Zhiwu Han, Luquan Ren. A feather-inspired interleaf for enhanced interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced polymer composites, Composites Part B: Engineering, 2022, 236, 109827.
4. Yufei Wang, Zhengzhi Mu*, Zhiyan Zhang, Wenda Song, Shuang Zhang, Handong Hu, Zhe Ma, Liewei Huang, Dashun Zhang, Ze Wang, Yujiao Li, Binjie Zhang, Bo Li, Junqiu Zhang, Shichao Niu, Zhiwu Han, Luquan Ren. Interfacial reinforced carbon fiber composites inspired by biological interlocking structure. iScience, 2022, 25(4), 104066.
