贝类软体动物具有安稳的掩护外壳，这得益于其内部精妙的珍珠母机合。这种自然的纳米复合原料，由微米标准的文石片（“砖”）与少量有机质（“泥”），通过“砖泥堆砌”的方法奥妙地维系而成。这种跨标准序构特色给与了珍珠母精华的强度和韧性，使其正在受到外力时也许有用地摄取和分别能量，显示出超越其简单组分的卓异力学本能，希望运用于轻量化机合复材、防护设备等范围。然而，要告竣大尺寸、样子可控的坐蓐，并餍足繁杂的工程需求，仍面对诸众身手离间。

　　2025年3月，《邦度科学评论》（National Science Review）以“Scalable and shapable nacre-like ceramic-metal composites based on deformable microspheres”为题，刊发中邦科学身手大学俞书宏院士团队最新切磋劳绩，报道了一种基于可变形微球有序拼装制备高本能仿珍珠母陶瓷—金属复合原料的新计谋。该原料兼具高抗弯强度与高断裂韧性，且可通过简单工艺告竣大界限、众样子定制化坐蓐，为仿珍珠母机合复合原料走向适用化供应了新旅途。

　　图1. 仿珍珠母陶瓷—金属复合原料的制备流程示贪图。区别循序历程乳化、过筛、外外妆饰和热压烧结方法，最终制备成型。

　　切磋团队粉碎守旧的“砖泥”分步制备思绪，采用“一步乳液法”最初制备了尺寸可调的氧化铝微球，历程筛后取得粒径相同的微球并正在其外外包裹镍盐层，进一步通过模具拼装和热压烧结，正在此经过中妆饰后的复合微球被压扁成片状陶瓷，金属镍层则变成分开机合，精准地复刻了自然珍珠母的微观“砖泥”机合（图1）。机合外征显示，该原料正在众个标准上取得了优化。正在宏观层面，氧化铝陶瓷片与金属镍层瓜代罗列（图2a）。正在微观层面，镍颗粒渗透陶瓷片内部巩固韧性（图2b），同时，两相界面维系密切（图2c）。这种跨标准协同效应使优化后的复合原料正在室温下抗弯强度到达386 MPa，600°C高温下仍依旧286.86 MPa(图2d)。其断裂韧性更冲破至12.76 MPa·m¹/²（室温）与12.99 MPa·m¹/²（高温）（图2e）。所制备的仿珍珠母复合原料正在受力爆发破损时，裂纹会沿陶瓷-金属界面爆发偏转，通过能量耗散避免霎时失效，这一性子使其正在异常境遇（如航天器热防护、高速进攻防护涂层）中极具运用潜力。

　　图2. 仿珍珠母陶瓷—金属复合原料的众标准机合及坎坷温力学本能。（a）掷光后的仿珍珠母陶瓷金属复合原料的扫描电镜照片；（b）金属镍渗透到陶瓷片层中的扫描电镜照片；（c）金属镍和陶瓷界面的高辞别透射电镜照片；（d）差异陶瓷片巨细的复合原料正在坎坷温下的裂纹扩展经过R弧线；（e）差异陶瓷片巨细的复合原料正在坎坷温下的弯曲强度。

　　这项切磋是继该团队告竣人工合成珍珠母管事的根本上（Science 2016, 354, 107），进一步将仿珍珠母机合安排理念拓展至陶瓷—金属复合原料体例，并与神速塑形制备身手相维系，为助力仿生机合原料从尝试室走向适用化迈出了合节一步。

　　中邦科学身手大学硕士切磋生陆宇杰、博士后孟祥森为论文合伙第一作家。我校俞书宏院士和茅瓅波特任教师为通信作家。该切磋取得了中邦科学院计谋性先导切磋方案、新基石切磋员项目、邦度自然科学基金、安徽省宏大根本切磋方案和中邦博士后科学基金会等资助。