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等级孔结构材料的研究
李 昱
Email: yu.li@whut.edu.cn
武汉理工大学
材料复合新技术国家重点实验室
2018第四届中国热发电大会-江苏•常州 (9月12-14日 )
新概念,新材料,新过程
武汉理工大学生命复合材料实验室
具有生命功能的仿生复合材料
仿生复合
细胞/材料界面相互作用
细 胞 (生命体 )
仿 生 等 级 孔 材 料
科学思想
把具有特殊功能的细胞或生命体引入到材料制备科学中 :
生命复合材料
生命复合材料是来自大自然的启示!
为什么从等级孔材料出发来制备生命复合材料呢?
荷叶 硅藻 肝脏
--Su BL et al,Appl. Phys. Lett. (2008) 93, 201909: Top 10 most downloaded paper
生命复合材料就是具有等级孔结构的材料和
具有不同功能的生命体的复合 !
从仿生等级孔材料出发制备具有生命功能的仿生复合材料
仿生等级孔材料
仿生复合
细 胞 细菌
具有光合功能细胞 仿生复合光合作用反应器
具有产电功能细胞 仿生复合生物燃料电池 能源
仿生等级
+ 具有降污功能细胞 仿生复合环境净化器 环境
孔材料 具有制氢功能细胞 仿生复合生物制氢器
具有治疗功能细胞 人造器官 医疗
光透性等级孔材料与光合作用功能的细胞复合 :
人造树叶
光合细胞和具有树叶框架结构的仿生等级孔材料的复合
等级孔材料 光合细胞
利用太阳光 ,将二氧化碳和水转化高价值的化学品和氧气 ,实现光合作用
Adv. Funct. Mater. 2012, Energy Environ. Sci. 2012, Chem. Soc. Rev. 2011
通过细胞表面双层壳的设计提高细胞循环稳定性 ,赋予细胞防强光性 ,
pH稳定性 ,防紫外等功能 ,成功制备了单细胞光合作用反应器
Chem. Sci. 2015, Small, 2015, Chem. Commun. 2015, Energy Environ. Sci. 2012,
Adv. Funct. Mater. 2012 8
Photosynthetic Solar Cells
Artificial Photosynthetic Trees
如何从新概念出发
设计合成具有高性能的新材料
科学思想来源 :自然界中存在大量等级孔微纳结构
等级孔微纳结构系统
大孔 :提供细胞生存成长空间
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