“熊猫牙可以自修复 研发仿生材料有了新思路”

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可爱的熊猫虽然是肉食动物，但经过长时间的进化后成为了素食主义者。 又宽又尖的牙齿可以把竹子压碎做成胃囊的东西。 近日，中科院金属研究所材料疲劳与断裂实验室的刘增干博士带领研究小组首次发现大熊猫牙齿可以自我修复，为新型仿生材料的研制提供了新的思路，并在人牙匹配型仿生材料、高强度高导电接触材料等方面进行了研究和创新。

牙齿是动物天生的攻击防卫武器和咀嚼食物帮助消化的工具，也是仿生机器人的重要研究对象。 研究表明，大熊猫牙齿能够实现自我修复，主要是由于牙釉质具有富含有机质的矿物质缝隙和巧妙的组织结构。 刘增干表示，大熊猫牙齿的矿物质像树木一样垂直紧密排列，形成牙釉质坚固的森林，有机质填充矿物质树之间的微小间隙，牙釉质的变形、损伤、自动恢复，在微观上就是通过这个微小间隙实现的。

介绍了熊猫牙釉质界面的天然有机质在水合条件下溶胀，发生高分子链柔软性提高、玻璃化温度下降等转移现象，实现牙釉质的自修复，熊猫唾液中的水分子对自修复效果有明显的促进作用。

研究小组首次提出了新的材料组织结构取向梯度的概念和设计概况:即通过调整自身组织结构与所受外力之间的取向关系，实现材料的拉伸和压缩，从而提高材料的整体力学性能。

该研究小组还明确了大熊猫牙齿的主要种类、形式和组织结构特征，从材料科学和力学的角度阐明了同时实现攻击和防护效果的性能优化机制，大致凝聚了共性的仿生设计。 (记者邓晓明)