纳米有序羟基磷灰石/胶原蛋白层状复合材料的仿生制备研究

羟基磷灰石（HAp）/胶原复合材料是理想的硬组织替代材料。但是，由于现有制备工艺的约束，材料的力学性能很差，难以满足承载要求。模仿天然生物材料的结构特征，设计并制备HAp/胶原复合材料，是提高其力学性能的重要途径。本立项结合过程仿生和结构仿生工艺，提出从纳米尺度自下而上构建多级有序HAp/胶原层状结构复合材料的制备方案（仿贝壳珍珠层结构）。首先利用有机模板剂的自组装和分子识别特性，制备出纳米有序羟基磷灰石结构单元。进一步通过流延成型工艺，把结构单元组装成复合薄膜。最后把复合薄膜组装成层状结构复合材料。研究制备过程中的各个工艺参数与材料的微观结构和力学性能的关系，获得能够精确调控材料微观结构的优化的制备技术。探讨材料的微观结构与断裂方式之间的力学本构关系，借助计算机模拟技术，寻求具有不同尺度多级增韧协同作用的细观力学结构，实现材料结构优化设计和精细微观结构控制。