海月贝壳与竹鼠门齿的跨尺度结构、力学性能及摩擦磨损行为表征

本报告系统表征了海月贝壳与竹鼠门齿两种生物耐磨材料的跨尺度结构与性能。针对海月贝壳，建立了从宏观形貌到纳米级“砖泥”结构的完整图谱，揭示了有机/无机界面在增韧与阻裂中的关键作用，并证实其具有优异的光学透过性与耐磨性。针对竹鼠门齿，解析了其“色素层-釉质-牙本质”的多级复合结构，发现铁元素富集于色素层（PL）的纳米线间非晶区域（ICD），构建了独特的“纳米线-ICD”梯度结构。力学测试表明，富铁结构显著提升了材料表层的硬度与耐磨性，有效抑制了塑性变形。研究阐明了生物材料通过多级结构与成分调控实现高强韧与耐磨功能的机制。