塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。

项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。

本项目设计了一种特殊多连杆机构，能通过腕关节屈伸产生的自身力源，来实现简单抓取动作的仿人型截肢者用假手。该假手可以用于掌部截肢者，在外观、结构、运动功能等方面进行了仿人化设计，目的是提供一种接近人体手指正常运动功能的佩戴式机械仿真手指装置。它不但具备了人体手指的屈伸运动功能，而且还具备了抓握、拿捏功能，其装置小巧，外形接近人体手指大小，适合佩戴在残缺了的手上。

模仿动物的仿生机器人为人类探索生命规律、解决相关科学问题提供了新方法和途径，在管道检测、地形侦察、家庭服务及教育等方面具备广阔的应用前景，已被列为各经济大国国家发展战略的重要研究方向之一。现有仿生机器人研究取得长足进步，但是在微小尺度内实现多模态运动、多传感器集成等方面存在诸多挑战。鼠类兼具体型小巧、姿态多样、适应性强、社交复杂，为仿生机器人研究提供了很好的创新思路。本课题组以鼠类作为仿生对象，突破了微小型仿生机器人多关节灵巧设计与系统集成关键技术，研制成功了集成度高、运动协调能力强的仿生机器鼠，机器鼠具有以下基本特点： 1）在形态及尺寸（188×55×75 mm3）上十分接近真实鼠，拥有类似真实鼠的运动特征，具备12个主动自由度，采用腿足结构，基于行走、小跑、双足跳跃等步态控制，可以适应多种复杂地形，实现从屈膝到站立、直行、扭转、匍匐前进等多种仿生运动模拟； 2）通过融合多种材料（硅胶、ABS树脂）及现代加工方法（线切割、激光加工、MEMS）优化机构设计，高度集成了控制、驱动、无线通讯、感知等模块，实现了系统设计的高度集成化、小型化、轻量化，所有模块加在一块总重量不超过250克； 4）结合视触觉传感系统，研制出了rat-brain控制系统，利用AI技术可识别当下环境中的物体，感知触碰物体表面的粗糙度及纹理特征，以及即时定位与地图重建。利用无线通信技术，在保证控制实时性的同时，可通过多机器鼠集群控制实现大规模在线任务规划。

1、具有多项深海机器人自主知识产权 2、模仿蓝鳍金枪鱼，具备水下600米的作业能力

仿生机器人技术是近年来机器人方面最热门的研究领域之一，通过借鉴自然生物的构造、机理与表征特性，探索机器人设计和控制的未知，不断创新探索机器人研究的全新可能性。 仿生机器人技术研究涉及软材料、机构设计、仿生学、微电子、控制和计算机科学等多个相关学科。在水下研究领域，仿生机器鱼不使用传统的螺旋桨推进，而是采用仿生的摆尾推进方式，噪音低、能耗低，不污染环境，在水下监测、水下安全和生物科学研究

本发明公开了一种取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法，以具有优异生物相容性的天然生物大分子胶原和聚合物纳米颗粒的混合液为原料，再利用PEG缓冲液，通过同轴微流体芯片制备得到取向导电胶原水凝胶纤维。在水凝胶制备过程中加入细胞，便得到具有细胞原位装载的仿生导电神经支架材料。本发明制备得到的水凝胶纤维具有与天然神经组织相匹配的导电性、相近的力学性质、良好的生物相容性，并且能够在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列，能够模拟天然神经组织中的定向结构；

“多肽”，这个常出现在药品或者美妆品上的名词，即便对于普通人来说也并不陌生。“多肽”是由氨基酸通过肽键连接而成的聚合物，是生命体的基本组成部分。仿生矿化，则是模拟自然界中生物的矿化过程，如骨骼、牙齿、贝壳等的形成，利用生物分子在温和条件下合成无机矿物。

发现了聚集诱导热激活延迟荧光（AIE-TADF）材料具有力致发光现象（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 874-878），然后又发现了一些AIE分子具有力致发光性能，并对其产生机理进行了深入研究（Chem. Sci., 2015, 6, 3236-3241；Chem. Sci., 2016, 7, 5307-5312；Chem. Sci., 2018, 9, 5787-5794）。2017年，武汉大学李振教授团队与池振国教授团队合作，发现了一些纯有机磷光材料具有力致发光现象，把力致发光拓展到有机磷光领域（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 15299-15303；Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 880-884）。2018年，池振国教授团队又发现了力致长余辉发光现象（Chem. Sci., 2018, 9, 3782-3787），至此，纯有机材料的力激发发射荧光、TADF、磷光或长余辉等不同发光类型的力致发光拼图拼齐。2018年，池振国教授团队（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 12727-12732）与青岛科技大学杨文君教授团队（Chem. Commun., 2018, 54, 8206-8209）同时研究发现，将主体材料（具有力致发光性能）与不同客体发光材料（不具有力致发光性能）进行复合，可以通过机械力激发不同发光颜色客体分子产生发光，从而把力致发光材料体系从纯有机单组分进一步拓展到复合体系，极大地丰富了有机力致发光材料体系。中山大学化学学院池振国教授研究团队提出利用一种更加简单的方法来精准设计力致发光复合材料体系的新设计策略。该策略设计的力致发光复合材料体系中，单独的主体材料和客体材料都不具有力致发光性能，但是通过主客体复合得到的复合体系则具有力致发光性能，实现了从无到有的力致发光。同时，客体材料的选择范围非常广，可以是纯有机发光材料、配合物磷光材料，也可以是无机量子点发光材料等等。通过改变客体材料的种类，非常容易调节力致发光的发光颜色、亮度、色纯度以及发光寿命等性能，极大地丰富了力致发光材料的研究内涵。结合光物理测试和理论计算，深入探究这类新型力致发光复合体系的激发过程和发射过程，并揭示了复合体系力致发光的激活机制是源于压电效应和主客体分子的能量转移。