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界中某些生物体微观结构与性能关系的揭示；2）结构单元的设计与多级纳米结构的调控组装；3）纳米复合结构材料体系测试与表征新技术和新方法的研发；4）多尺度、多级次纳米复合结构材料的宏量制备和应用。本项目具有双重研究目的：一、从基础研究角度，发展材料设计和制备新概念，探索调控材料性能的新规律；二、从实际应用角度，开发纳米结构组装材料的重大应用价值。课题设置以仿生和纳米科学为牵引，以纳米结构单元间的相互作用为轴心，将纳米结构材料多级次组装的4个层面贯穿在一起。结合研究的两个主要目的，我们组织5个课题进行分工协作研究。首席科学家在部署每一个子课题承担科研任务的同时，也明确了他们在整个项目中的地位和作用，以及其与它课题的联系。5个课题既含有相对独立的研究内容，又互为依托，相互反馈，对纳米结构材料的功能组装的4个层面进行层层深入研究。

本项目第一层面课题为第二层面课题提供理论指导并为二、三层面上工作的展开奠定了基础；第二层面是在第一层面的基础上为第三层面提供研究对象，第三层面为第一、二层面上工作的深入提供了保障；第四层面密切结合了第二、三层面的工作，同时为第二层面的工作提供了有效的反馈。5个子课题是按照从基础到应用，从局部到整体，循序渐进，不断深入来部署。这样的课题设置能够确保各个课题组充分发挥团队精神、共同协作、多学科、多角度、多层次研究纳米复合结构材料可控制备、自组装原理和功能应用等基本科学问题和应用开发，确保完成本项目总体预期研究目标。

本项目由国内从事纳米结构组装研究基础较好的5个单位组成，形成了一支优势互补的团队。研究方案和内容是在五个单位的细致和深入的协商和讨论的基础上形成，经过一年多的科研讨论和学术互访，五个单位对本项目的有着统一深入的认知，对项目的课题分工有着清晰的共识。

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四、年度计划

年度 2010年1月-2010年12月 获得有关自然界中具有特 通过对自然界中具有特殊结构性能殊结构性能体系（蜘蛛丝、飞 体系（蜘蛛丝、飞鸟骨骼、贝壳等）的研鸟骨骼、贝壳等）的微观结构与性能的关系的有关规律，为第究，揭示微观结构与性能的关系； 设计和制备目标分子、纳米结构单新型纳米复合材料的可控制一元，重点在纳米结构的组成、尺寸、形貌，备提供设计原理与依据；发展年设计和制备目标分子、纳米结和表面功能化； 度 研究纳米结构单元的界面组装；系统构单元构筑与组装的新方法；研究纳米尺度内各种相互作用力对组装探索3-5种轻质仿生复合材料的过程影响；受限空间内和模板诱导纳米的结构设计与制备方法。初步建立和完善有关仿生复合材结构单元的各向异性的组装。 初步研制3-5种纳米结构单元的组装料性能表征的实验平台。 发表SCI论文30篇以上，和宏量制备的方法。 申请国家发明专利5项以上。 第二年度 2011年1月-2011年12月 研究在纳米结构构单元上构筑空间各向异性和探索选区修饰对纳米结构稳定性的影响； 利用各向异性的纳米结构单元模拟两亲分子的自组装机理；利用生物大分子或合成高分子诱导微粒自组装； 通过纳米结构单元多级组装构筑新型复合结构材料。 开展纳米复合结构材料表征方法的研究，在全面开展各项研究工作的基础上，选择性能最佳的试样研究新现象和产生的机理。 2012年1月-2012年12月 获得具有不同形态和结构的纳米结构单元的表面修饰和组装规律；实现通过纳米结构单元多级组装构筑3-5种新型纳米复合结构材料；发展适合新型纳米复合结构材料力学性能等表征的技术和方法。 对具有优越性能和有应用前景的复合结构材料进行工艺优化和技术储备研究。 发表SCI论文40篇以上，申请国家发明专利5项以上。 研究内容 预期目标 第三年度 获得纳米结构单元初级组利用空间各向异性诱导纳米结构空装结构组装规律及其功能化筛选具有典型的纳米间受控组装，研究纳米结构单元初级组装组装体；结构的空间构型与其协同效应的关系；利等级复合材料及块体材料体总结对用界面诱导纳米结构单元的组装，并调控系进行力学性能测试；纳米复合结构材料应用具有其空间取向； 推动多开展纳米复合结构材料及块体材料实际指导意义的规律，稳定性的研究；选择典型的纳米等级复合尺度纳米复合结构材料的共材料及块体材料体系进行力学性能测试； 性制备与实际应用。 发表SCI论文50篇以上，总结对纳米复合结构材料应用有实 际指导意义的规律，推动多尺度纳米复合申请国家发明专利5项以上。谢谢欣赏

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结构材料的共性制备与实际应用。 第四年度 获得利用界面和外场实现 研究纳米结构初级组装体的界面行对纳米结构单元组装结构的调为，利用界面实现动态组装； 利用外场间接调制界面模板结构或控原理与规律，通过对几种具直接调制纳米结构间的组分的空间构型，有典型的纳米等级复合材料及块体材料体系的力学性能测实现对纳米结构组装过程的调控； 筛选具有典型的纳米等级复合材料试，反馈和指导材料的制备工艺过程，筛选出具有结构及功及块体材料体系进行力学性能测试； 探索新型纳米复合结构材料体系测能协同的高性能纳米复合材料体系，力争在可用于航空航天试与表征的新技术和新方法。 在全面开展结构及功能协同的纳米等领域的轻质高强纳米复合材复合材料体系实验和理论研究的基础上，料的研制方面有新突破。 发表SCI论文40篇以上，进一步研究多尺度纳米复合结构材料在申请国家发明专利5项以上。 航空航天等领域的应用。 2013年1月-2013年12月 筛选和优化具有优越性能在系统地总结和归纳前四年的工作的轻质高强纳米复合结构材宏量制备几种具有重基础上，对纳米复合结构材料的多尺度、料体系，多级次功能化组装的关键问题攻关。对不要应用价值的面向航空航天同的纳米结构（一维、二维、三维）进行的轻质高强纳米复合结构材做出若干具有显示度的重系统集成、组合与复合；宏量制备出3-5料，大成果。全面实现本项目的研种轻质高强纳米复合结构材料； 在制备工艺、特性研究、基本物理效究预期目标。 发表SCI论文40篇以上，应对特性的控制及与应用需求之间的关系等有所突破。为设计和建造新的技术设申请国家发明专利6项以上。 2014年1月-2015年8月 备提供新原理、新方法和新途径。 全面总结有关仿生轻质高强纳米复合结构材料的组装、制备规律，建立结构-功能一体化的高性能复合材料体系。

第五年度

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