● 摘要
本论文研究了珠母贝珍珠质优异力学性能及这种优异力学行能的结构基础，它是由95％的文石片（CaCO3的一种晶型）和5％的有机物（主要是蛋白质和多糖）按照一定的规则一层层堆叠起来，形成的“水泥-砖块”结构，其抗张强度是普通CaCO3的3000多倍，具有质量轻、强度高、韧性高的优异力学性能。这种优异的力学性能吸引了很多的研究者的关注和研究兴趣。分别研究了目前类贝壳珍珠质结构的轻质高强材料仿生制备中常用的几种有机和无机组分，以及主要的几种制备方法并以layer-by-layer(LBL)方法静电层层组装为重点介绍对象。剥离蒙脱土（Montmorillonite，简写为MMT）片时，主要研究了搅拌的转速、搅拌的时间以及离心的转速和时间这几个因素对MMT剥离的效果的影响，并找到了剥离MMT的最适合的条件。实现了对MMT片剥离的厚度和直径的控制。在以壳聚糖（Chitosan，简写为CHI）为有机组分进行CHI/MMT纳米复合材料的制备中，研究了不同的CHI浓度和制备工艺中不同的浸泡时间与不同的清洗时间对所得薄膜的形貌结构的影响。用吸附和脱附理论解释了这些因素对所得薄膜形貌的影响。实现了通过对这几个因素的合理利用，调控复合薄膜的平均每一层的厚度和膜的规整性与致密性。为实现复合薄膜更优异的力学性能奠定了关键性的基础。用纳米压痕对复合薄膜进行了压入测试，通过加载和卸载曲线，得到了压痕的全部力学性能。通过分析得到弹性模量和硬度数据，反应复合薄膜的结合强度，为进一步改进和提高复合薄膜力学性能提供了关键的信息。