近日，中国科学技术大学的俞书宏院士团队与吴恒安教授团队取得重要突破，揭示了双壳纲褶纹冠蚌铰链内的可变形生物矿物硬组织的耐疲劳机制。这一重要成果于6月23日发表在国际知名学术期刊《科学》上。
这个研究团队深入探究了河蚌铰链中折扇形组织的设计原理，发现这种生物组织能够在河蚌双壳重复打开和关闭的过程中承受巨大的变形，同时长期保持其结构和功能的稳定性。令人惊奇的是，即使经过150万次的循环，这种生物组织依然能持续发挥其功能，并不会表现出明显的疲劳行为。
这一研究成果的实现并非易事，实际上，这项研究早在2013年就已经在俞书宏的指导下开始，历经了十多年的时间。为了探究这种生物材料的组成、结构以及它们与最终材料性能之间的关系，研究团队采用了数学近似的方法对河蚌铰链的变形过程进行模拟。通过不断的尝试和经验积累，他们成功揭示了河蚌铰链内可变形生物矿化组织的耐疲劳机制，并从宏观到微观的角度，详细描述了其力学行为。
大自然的独特设计原则赋予了河蚌铰链组织高变形性和高耐疲劳性，这次研究揭示的机制将为今后柔性功能材料的组装设计提供一种全新的仿生模型。这对于未来柔性耐疲劳材料的研制具有重要指导意义，尤其是对于那些需要使用脆性基元，但又必须承受一定形变的柔性功能材料的创制。
随着小型智能化可穿戴电子设备的发展，产品的柔性化已成为趋势。折叠屏手机的普及就是明证。要实现可靠的柔性性能仍存在挑战。河蚌铰链可变形生物矿物中提取的耐疲劳结构设计策略，为解决这一问题提供了新的方向。
俞书宏表示，仿生材料的发展前景广阔，通过全新的设计理念，可以创造出具有更优越性能的新材料，在航空航天、特种环境、防护等领域发挥独特功能和应用价值。这也是他们团队未来努力的重要方向。
这一研究成果不仅为我们理解自然界中的生物原理提供了新视角，也为未来材料的创新设计提供了灵感和新的思路。《光明日报》对此进行了详细报道。
