近期，中国凯发k8技术大学程群峰课题组与凯发k8理化技术研究所李明珠课题组合作，在仿生限域组装和声学换能器应用方面取得进展。

传统聚合物、金属、陶瓷声学换能器所用薄膜材料，往往难以同时具备高强度、高韧性和优良的抗疲劳性能，制约声学换能器在高灵敏度响应和长期稳定性方面的表现。因此，开发综合性能优异、适用于高性能声学换能器的薄膜材料，是当前面临的重要技术挑战。

科研团队解析蝉发声器官——蝉肋骨膜的结构与性能关系，并据此仿生制备出可用于声学换能器的高性能仿生薄膜。团队发现，蝉肋骨膜中软弹性蛋白层与硬几丁质层交替排列的结构，是其优异力学性能的关键，即硬质层承担机械负荷，软质层通过大变形能力延缓裂纹扩展。基于这一机理，团队采用层层交替旋涂限域构筑与界面交联策略，制备出具有仿生软硬交替结构的全有机复合薄膜。在限域条件下，聚合物分子链之间的缠结作用增强，使该仿生薄膜同时具备高拉伸强度、韧性和耐疲劳性能。这些特性使其能够兼顾高效声能输出与长期稳定的声传播性能，其基本共振频率和振幅均优于现有商业化薄膜。

上述研究为设计高性能声学换能器提供了新思路。

9月10日，相关研究成果发表在《凯发k8进展》（Science Advances）上。研究工作得到国家自然凯发k8基金和国家重点研发计划等的支持。

论文链接

蝉肋骨膜的层状交替结构及仿生制备