Progress in Bioinspired Dry and Wet Gradient Materials from Design Principles to Engineering Applications
Notice bibliographique
Résumé
Nature does nothing in vain. Through millions of years of revolution, living organisms have evolved hierarchical and anisotropic structures to maximize their survival in complex and dynamic environments. Many of these structures are intrinsically heterogeneous and often with functional gradient distributions. Understanding the convergent and divergent gradient designs in the natural material systems may lead to a new paradigm shift in the development of next-generation high-performance bio-/nano-materials and devices that are critically needed in energy, environmental remediation, and biomedical fields. Herein, we review the basic design principles and highlight some of the prominent examples of gradient biological materials/structures discovered over the past few decades. Interestingly, despite the anisotropic features in one direction (i.e., in terms of gradient compositions and properties), these natural structures retain certain levels of symmetry, including point symmetry, axial symmetry, mirror symmetry, and 3D symmetry. We further demonstrate the state-of-the-art fabrication techniques and procedures in making the biomimetic counterparts. Some prototypes showcase optimized properties surpassing those seen in the biological model systems. Finally, we summarize the latest applications of these synthetic functional gradient materials and structures in robotics, biomedical, energy, and environmental fields, along with their future perspectives. This review may stimulate scientists, engineers, and inventors to explore this emerging and disruptive research methodology and endeavors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».