[发明专利]同尺度多重有序度材料设计策略、制备方法与相关器件

权利要求书

1.一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，包括以下任意一个步骤：

将一系列结构基元按尺寸分类，并基于分类构造基本的框架-填充结构；对得到的基本的框架-填充结构通过嵌套构造多层级复结构；通过对多层级复结构的密铺，将对应多层级复结构转化为多层级复式晶格；通过特定层级中填隙部分结构基元的多样化，使对应层级表现出对应的多重有序性，完成多样化后，即构造出对应的同尺度多重有序性材料。

2.根据权利要求1所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述同尺度多重有序性的材料形态为凝聚态体系。

3.根据权利要求1所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的有序性包含以下指标中有序性的一种或多种：间接衍射指标、直接显微观察指标、直接介观观察指标、直接宏观观察指标、热学相变指标、电学相变指标、力学相变指标、磁学相变指标、光学相变指标、序参量指标或其他表征有序性的新定义指标。

4.根据权利要求1所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的结构基元的尺寸范围为0.5fm-1000mm。

5.根据权利要求4所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的结构基元的类型包括原子，离子，分子，团簇，量子点，量子阱，超分子体系，纳米尺度的纤维、片层与颗粒物，微米尺度的纤维、片层与颗粒物，毫米及毫米以上尺度的纤维、片层与颗粒物中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的原子或离子，包括氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖、钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、溴、氪、铷、锶、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、鑪、鐽、錀、鎶、鉨、鈇、镆、鉝及其同位核素中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任意一种所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的将一系列结构基元按尺寸分类，并基于分类构造基本的框架-填充结构，包括如下步骤：

1S1、将一系列结构基元以不同的尺寸范围分类，其分类基准取决于尺寸范围对应的几何关系；分类后，各分类内部由尺寸相近的系列结构基元所组成；

1S2、从任一尺寸的结构基元分类开始，以该结构基元分类中的系列结构基元视作刚性几何体，在空间中进行堆积，从而构建出框架结构；再将次一级尺寸的结构基元分类也视作刚性几何体，向堆积结构中剩余的空隙进行填隙，得到填充结构；此时，得到的组合结构即为基本的框架-填充结构。

8.根据权利要求7所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的层级，为某一尺度下的一个一定的尺寸分布。

9.根据权利要求8所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的刚性几何体，包括凸多边形、凹多边形、凸多面体、凹多面体、球体中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的凸多面体，包括凸正多面体与凸非正多面体中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的一种同尺度多重有序性的材料的设计策略，其特征在于，所述的凸正多面体，包括正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的一种或多种。