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图 仿珍珠母复合材料的双氧化物设计策略示意图

本报讯  中国科大俞书宏院士团队在《先进材料》发表研究成果，报道了一种结构功能一体化设计的仿珍珠母复合材料。该复合材料不仅具备独特的颜色可调性和优异的透波性能，同时实现了轻量化、高强度、高韧性以及出色的抗冲击性能。

研究团队提出了一种双氧化物界面设计策略，通过自蒸发组装与高温烧结的方式制备出了新型仿珍珠母氧化铝陶瓷基复合材料。该设计策略通过构建氧化铝微米片之间的矿物桥结构显著提升了机械强度和韧性，同时利用固相反应调控组装微米片界面化学成分实现了可控着色。研究结果表明，这种仿生复合材料的断裂韧性（~12.2 MPa m1/2）是商用氧化铝陶瓷的3倍多以上；其吸收的冲击能量达到商用氧化铝陶瓷的4倍以上。

此前的研究主要关注珍珠母仿生结构对力学性能的调控作用，而忽略了其对电磁波传输特性方面的影响。研究团队基于珍珠母结构的启发，提出了一种电磁波传输设计理念，其高效透波性能来源于层状陶瓷框架与低介电常数聚合物形成的微米级透波通道、无定形二氧化硅矿物桥以及单晶氧化铝微米片的光轴垂直取向。因此，该结构设计实现了力学性能与透波性能的协同增强。

这项研究在仿生结构材料的机械鲁棒性、色彩伪装功能和透波功能的多性能集成方面取得了重要进展。这种双重效益的设计策略为机械性能和功能特性的整合提供了一个设计理念平台，为研发兼具隐身与防护性能的仿生层状结构材料提供指导。

中国科大博士研究生庞俊、南方科技大学博士后张振邦、中国科大博士后王泽宇为论文共同第一作者。中国科大俞书宏院士与高怀岭特任教授为通讯作者。

（合肥微尺度物质科学国家研究中心  化学与材料科学学院  科研部）