液晶自模板法制备超强韧仿生复合材料

具有高强度和韧性的材料在广泛应用中需求量很大，需要严格设计成分和从纳米到宏观尺度的分层有序结构。珍珠母在自然进化的过程中通过无机纳米片和生物高分子的交替排列实现了这一目标。为了模拟珍珠母，开发了各种策略，在有限的尺寸内接近珍珠母的性能。如何在性能和尺寸上显著超越珍珠母是推动复合材料进步的关键问题。在这里，我们提出了一种液晶自模板方法，能够持续制造下一代超强韧珍珠母模拟材料。分层组装的复合材料在珍珠母模拟物中显示出最高的拉伸强度（652 MPa），是珍珠母（80-135 MPa）的五到八倍，并且具有良好的延展性，韧性为18 MJ m(-3)，是珍珠母（0.1 ~ 1.8 MJ m(-3)）的一个到两个数量级更大。