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一种基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构制造技术

技术编号:43282080 阅读:52 留言:0更新日期:2024-11-12 16:05
本发明专利技术提供了一种基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,属于仿生结构设计领域。仿生网状结构由细观单胞通过空间阵列而成。基础单胞结构通过仿胶原纤维组织形状的微结构沿立方晶系的三根结晶轴方向,连接立方晶系相对面的中心点实现。单胞结构中的仿胶原纤维形状的微结构可视作不同卷曲形貌、粗细的胶原纤维束,三根胶原纤维束在相交贯穿的同时其卷曲形貌与粗细保持相互独立。本发明专利技术中以细观单胞结构组成的宏观功能结构——仿生网状结构,不仅能够承受弹性大变形,可灵活调控应力应变曲线的同时提供“J”形应力应变力学响应,而且在一定范围内具备负泊松比效应的独特力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿生结构设计领域,尤其涉及一种基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构


技术介绍

1、生物结构通常具有独特的力学性能,科研人员常从中获取灵感并设计出高性能的结构。不同的生物结构具有不同的力学性能,根据应用需求借鉴具备相应功能的生物结构,分析其作用机制,仿照其原理进行设计可得到功能相似的结构。例如为了力学结构满足强度与韧性兼备的要求,学者利用坚韧的皇后海螺的交叉层状特性制备了相应的超材料;为了设计高吸能与强抗压兼备的力学结构,学者借鉴了千眼菩提的分层细胞结构的特点。

2、力学超材料泛指一类人工制造的结构,其具有独特的力学性能,展现出优于传统结构的强度、刚度等。其不同的力学性能主要源自于设计的单胞结构以及无数单胞的阵列堆积,故此将单胞称为周期性代表单元。通过对单胞的设计,可以获取诸如“负泊松比”、“高比刚度”等力学特性。这种力学特性主要来自于结构的独特设计,而并不来源于所用的材料的本身属性。

3、高强度的体育运动对人体肌腱以及韧带的影响不容忽视。在我国每年韧带损伤人数高达百万,而手术重建是最主要的治疗手段。目前商业所用的人工本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,由单胞通过空间阵列而成;

2.根据权利要求1所述的基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,所述单胞结构中的仿胶原纤维形状的微结构可视作不同卷曲形貌、粗细的胶原纤维束,三根胶原纤维束在相交贯穿的同时其卷曲形貌与粗细保持相互独立。

3.根据权利要求1所述的基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,所述仿生网状结构可应用于人工肌腱、韧带等在内的需求良好拉伸性能的设计中。

4.根据权利要求1所述的基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,所述仿生结构设计方法包括如下:

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【技术特征摘要】

1.一种基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,由单胞通过空间阵列而成;

2.根据权利要求1所述的基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,所述单胞结构中的仿胶原纤维形状的微结构可视作不同卷曲形貌、粗细的胶原纤维束,三根胶原纤维束在相交贯穿的同时其卷曲形貌与粗细保持相互独立。

3.根据权利要求1所述的基于胶原纤维组织微形态的仿生网状结构,其特征在于,所述仿生网状结构可应用于人...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘丽彭光远陈睿孙妍孙瑞然
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:

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