武科大网讯（通讯员李静捷）近日，我校材料科学与工程学院干路、先进耐火材料全国重点实验室黄奥等教师在高温材料领域取得重要突破，相关研究成果以“Bioinspired hierarchical composite with inorganic macromolecules for high toughness and thermal electrical resistance”为题发表于国际权威期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》（先进复合与混合材料）。该期刊是材料科学领域的顶级期刊之一，影响因子21.8，在中科院分区中位于材料科学大类一区TOP期刊行列。论文第一作者为本校在读博士生唐国珺，通讯作者为干路副教授、黄奥教授和村上秀之教授（日本国立材料科学研究所）。
本研究受生物骨胶原蛋白启发，首次在硅酸盐玻璃中成功构建了具有“细胞核—细胞质—细胞膜”完整的无机高分子结构复合材料。研究表明，高场强离子对硅酸根具有强吸附作用，证实硅酸盐网络解聚并重组为有序链状结构。透射电镜观察揭示，硅原子分布于钽原子周围形成类似胶原蛋白的仿生骨架。该材料表现出优异高温稳定性：硅酸盐细胞结构在1285℃形成直至1700℃保持稳定，1600℃电阻提升5.7倍，玻璃硬度提高30%，高温硬度保留率达54%。
该成果在硅酸盐无机材料中构建了仿生复杂结构，突破了传统有机复合材料在高温应用中的局限性。研究团队通过高场强离子对硅酸盐的吸附作用，引导硅氧四面体有序聚合形成链状结构，构筑了从纳米尺度到微米尺度的层级结构，为高性能耐火材料、航空航天热防护材料等领域提供了全新的设计思路。这一仿生结构强化策略不仅可用于硅酸盐体系，还有望推广至其他高性能结构材料的研发。
干路本科毕业于华中科技大学，硕士博士毕业于日本早稻田大学，原就职于日本国立物质材料研究所。2022年回国入职我校，后入选国家引才计划（火炬计划）及湖北省百人计划专家。获得国家及省级自然科学基金资助，指导团队开展玻璃熔制用耐火材料、高温腐蚀防护、高温涂层领域研究工作。
论文链接： https://doi.org/10.1007/s42114-026-01694-x
