2020年，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)的機(jī)械工程助理教授李凌（Ling Li）和團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究了墨魚骨（海螵蛸）的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其具備特有的空腔間隔優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而開發(fā)出可應(yīng)用于航空航天的包括泡沫陶瓷在內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料。最近該團(tuán)隊(duì)又以多節(jié)海星為靈感，通過研究這種不尋常的海洋物種復(fù)雜且高度有序的礦化骨骼系統(tǒng)，從而開發(fā)出一種全新的高性能輕質(zhì)陶瓷復(fù)合材料。

論文鏈接：DOI: 10.1126/science.abj9472

蜂窩狀固體（例如，泡沫和蜂窩）因其高機(jī)械效率和可定制的特性而廣泛存在于自然和工程系統(tǒng)中。與金屬和聚合物基材料相比，陶瓷可以更好地承受高溫和腐蝕性環(huán)境，但它們的脆性往往使它們?nèi)菀灼茡p，這也是為什么陶瓷泡沫通常不用作結(jié)構(gòu)部件。

該研究團(tuán)隊(duì)致力于通過研究天然輕質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是開發(fā)新的材料設(shè)計(jì)原則，以解決陶瓷泡沫和建筑材料的機(jī)械弱點(diǎn)。本次發(fā)現(xiàn)多節(jié)海星的生物礦化骨架中具有晶格級(jí)結(jié)構(gòu)梯度和位錯(cuò)的雙尺度晶體共排列微晶格，結(jié)合生物方解石的原子級(jí)貝殼狀斷裂行為，大大提高了這種分層生物微晶格的損傷耐受性，從而為設(shè)計(jì)合成架構(gòu)提供了重要的見解。

編譯 YUXI

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