浙江大学：《生物与医用材料》课程教学课件（讲稿）第一部分 生物组织与材料仿生 第六章 其它生物矿物 §6.1 非晶氧化硅和海绵（sponge）§6.2 其它生物矿物

第六章其它生物矿物s6.1非晶氧化硅和海绵（sponge）固定生长于海床的动物，全身多孔，无消化系统和循环系统。海流流过它的孔洞时，细胞会过滤下营养物质，消化吸收，同时也通过海流将排泄物排出。大多数是由软体海绵质构成的普通海绵（demosponge），但在深海中生长着一种非晶氧化硅质海绵Euplectella，结构很特殊。普通海绵

第六章 其它生物矿物 §6.1 非晶氧化硅和海绵（sponge） 固定生长于海床的动物，全身多孔，无消化系统和循环系统。海流流过它 的孔洞时，细胞会过滤下营养物质，消化吸收，同时也通过海流将排泄物排出。 大多数是由软体海绵质构成的普通海绵（demosponge），但在深海中生长 着一种非晶氧化硅质海绵Euplectella ，结构很特殊。 普通海绵

8000米深海中生长一种非晶氧化硅质海绵Euplectellaaspergillum

8000米深海中生长一种非晶氧化硅质海绵 Euplectella aspergillum

加强筋笼子由垂直交叉的纵梁和横梁构成，并带有增强稳定性5 mm的加强筋。纵梁横梁cm笼状的玻璃氧化硅质海绵100 μmEuplectella

1 cm 5 mm 100 mm 笼状的玻璃氧化硅质海绵 Euplectella 加强筋 纵梁 横梁 笼子由垂直交叉的 纵梁和横梁构成， 并带有增强稳定性 的加强筋

每一根梁由多根平行纤维组成由基质将纤维粘结和包裹成一个整体。20um横梁和纵梁的交接也有赖于基质的粘结和包裹。25um

20 mm 25 mm 每一根梁由多根平行纤维组成， 由基质将纤维粘结和包裹成一个 整体。 横梁和纵梁的交接也有赖于基质 的粘结和包裹

20 μm福?.在高衬度SEM下，更清晰地显示每一根梁由多根平行纤10 μm维在基质的粘结和包裹制成

20 mm 在高衬度SEM下，更清晰地 显示每一根梁由多根平行纤 维在基质的粘结和包裹制成。 10 mm

20 μm纤维的层状同心圆特征。5μm

5 mm 20 mm 纤维的层状同心圆特征

5um层间有机物粘结特征。1 μm

1 mm 5 mm 1 mm 层间有机物粘结特征

层是由50nm左右的纳米二氧化硅颗粒集聚而成0.5μm

1 mm 0.5 mm 1 mm 层是由50nm左右的 纳米二氧化硅颗粒集 聚而成

硅基玻璃质海绵笼体力学性能分析1.、多层同心圆结构降低非晶氧化硅的脆性10 μumC：10μum

10 mm 10 mm 硅基玻璃质海绵笼体力学性能分析 1. 多层同心圆结构降低非晶氧化硅的脆性

E2、框架结构的稳定性：当7>=6(D-1)，结构是稳定的，即使节点可以自由转动。对于二维结构D=2，Z>=6。Z：每个节点上梁的数量D：结构的维数并且进一步用加强筋提高稳定性DN横梁与纵梁交接处用焊接法固定提高稳定性I

2. 框架结构的稳定性：当Z >= 6 (D- 1)，结构是稳定的，即使节点可 以自由转动。对于二维结构D=2， Z>=6。 Z: 每个节点上梁的数量 D: 结构的维数 并且进一步用加强筋提高稳定性 横梁与纵梁交接处 用焊接法固定提高 稳定性