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 在幾億年的進化過程中，神奇的自然創造了無數的生物材料，這些材料既可以作為生物體的骨架，也可以作為防御或攻擊性武器。雖然這些天然的結構材料由一些相對無菌的成分構成（如脆性礦物和韌性生物聚合物)，但由于其高度有序的層次結構和復雜的界面設計，它們往往表現出非凡的機械性能。因此，它們一直是科研人員主要的研究和模擬對象，目的是為了創造出先進的人工結構材料。

通過顯微結構觀察，研究人員發現了魚鱗、蟹爪、蟹骨等多種生物材料均具有典型的扭曲膠合板結構，這些結構是由微/納米纖維片高度有序排列所構成。而且它們還是結構復雜的天然纖維增強復合材料，通常表現出優異的損傷容限，這種特性是當前工程結構材料所急但難以獲得的。因此，充分利用人工合成的一維微/納米尺度纖維作為基礎，并通過模仿這種自然的層次結構和界面設計，便能有望生產出性能優良并遠超當前工程結構材料的新型人工結構材料。然而，由于微/納米集成技術的不完善，特別是缺乏有效地將一維微/納米結構單元集成到宏觀塊狀形式中的方法。模擬天然纖維增強復合材料一直是一個重大挑戰，并且到目前為止很少有相關的報道。

為了解決這個問題，最近，中國科學技術大學（USTC），俞書宏教授帶領的仿生研究團隊首次提出了一個以生物相容性微/納米纖維為結構單元，并可以高效地自底向上進行“刷層”和“層壓”集成的方法（e-f），從而成功地制造了三維體仿生扭曲膠合板結構材料（g）。

這項研究靈感來源于自然界巨骨舌魚的超強的鱗片，這種鱗片組成是一種納米級扭曲膠合板結構。通過分級控制生物聚合物基體中的纖維取向，可以精確地調節合成材料的機械性能。結果表明，所制備的人工材料高度還原了天然材料的多尺度結構和增韌機理，實現了遠超過基本結構組分的優異力學性能，可以與生物骨骼和其他多種自然或人工材料相媲美。更重要的是，使用這種方法制備的材料是生態友好的、可編程的和可擴展的，并且可以輕易地擴展到其他材料系統。因此，這種技術為設計更先進的仿生纖維增強結構材料（尤其是鎧裝防護材料）提供了新的技術發展空間。