本报讯 近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队报道了一种利用预设异种微纳结构的水凝胶进行组装的新策略，受天然墨鱼骨“刚性空腔-隔板”层状有序结构的启发，实现了仿墨鱼骨结构材料（以下简称：RCWSM）的跨尺度一体化构筑。RCWSM具有与天然墨鱼骨相似的微纳尺度“刚性空腔-隔板”结构，比强度和比能量吸收性能优于传统吸能材料。相关研究成果于1月2日发表在《自然·通讯》上。

为了实现RCWSM的构筑，研究人员设计了两种不同结构的水凝胶：采用表面氨基化的绢云母微米片与羧基化纤维素纳米纤维，钙离子交联后形成水凝胶构筑隔板层；选用空心玻璃微球和聚乙烯醇、季铵化纤维素纳米纤维原位组装，形成具有刚性空腔结构的水凝胶作为刚性空腔层，并将两种不同微纳结构的水凝胶进行层层交叠组装。通过外力诱导组装脱水，被包裹在纤维素纳米纤维网络中的绢云母片发生致密化组装堆叠，形成具有砖泥结构的隔板层；被包裹在聚乙烯醇/纤维素纳米纤维网络中的空心玻璃微珠致密堆积，同步形成了刚性空腔层，由此实现了“刚性空腔-隔板”结构的制备。在材料内部，构筑基元之间通过氢键、表面共价作用和电荷相互作用等多重相互作用实现了紧密结合。

研究结果表明，仿墨鱼骨“刚性空腔-隔板”结构具有良好的应力分散效果，隔板层有助于整体结构在受压状态下保持良好的稳定性。通过预制异种结构水凝胶，实现仿生结构材料的跨尺度一体化组装，为复杂仿生结构的集成组装提供了新思路，为研发面向重要领域应用的轻质高强吸能防护材料的设计具有指导意义。

中国科大博士后杨怀斌，博士研究生路怡星、岳鑫为共同第一作者，合肥微尺度物质国家研究中心管庆方副研究员和俞书宏院士为通讯作者。

（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）