仿生水响应形状记忆高分子材料的结构设计及其性能研究

项目名称： 仿生水响应形状记忆高分子材料的结构设计及其性能研究

项目编号： No.51373147

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 胡金莲

作者单位： 香港理工大学深圳研究院

项目金额： 81万元

中文摘要： 天然蜘蛛丝仿生材料的研究一直是仿生学研究热点。然而，目前其设计理念集中模仿蜘蛛丝优异机械性能，往往忽略其独特水响应特性。研究表明，蜘蛛丝超收缩是一种典型的水响应形状记忆功能。基于现有超收缩机理研究，结合对形状记忆高分子的理解，我们提出蜘蛛丝无定形区氢键为开关、β-折叠结构为节点的形状记忆结构模型，并实验证实了β-折叠结构作为节点有效性。本项目，拟进一步模仿蜘蛛丝结构和水响应智能特性，设计合成以β-折叠为节点，不同氢键为开关的仿生水响应形状记忆高分子材料，并深入研究材料组成、结构对水响应性及形状记忆功能的作用规律，实现水响应形状记忆功能的可控性，同时结合分子动力学及量子化学方法，构建出仿生水响应形状记忆机理的理论模型。本项目研究不仅为智能材料提供新的设计思路，拓展仿生学和智能材料交叉领域发展的方向，还有助于完善形状记忆理论体系的建立，为形状记忆高分子材料进一步发展奠定扎实理论基础。

中文关键词： 形状记忆功能；水响应；蜘蛛丝仿生；结构模型；

英文摘要： Study on biomimetic materials inspired by natural spider silk has been a hot topic. However, the existing biomimetic design and research mainly focuses on its excellent mechanical properties but ignores the unique water sensitive characteristics of spider

英文关键词： Shape-memory function；Water sensitive；Spider silk biomimetic；Structural modeling；