仿生结构材料长期受困于“挑方向”的力学短板，中国科学技术大学团队近日给出新解。11月9日，记者从中科大获悉，该校高怀岭教授、孙晓昊教授与国内学者合作，在仿珍珠层复合材料多向强韧化设计方面取得进展，相关成果在线发表于《国家科学评论》。

天然珍珠层由坚硬的矿物微片与柔软的有机相交错排列，形成兼具强度与韧性的“砖泥”结构。然而传统平板砖泥结构的层间界面方向一致，容易成为损伤扩展的通道，限制了材料在复杂多向载荷下的可靠性。

研究团队提出同心砖泥结构（CBM）设计策略，通过自组装成膜、薄膜卷绕及前驱液灌注与原位聚合，将氧化铝微片组织为围绕轴心排列的同心层状结构，使层间薄弱方向不再统一指向一处，而是绕轴心呈轴对称散开，不再形成贯穿整个材料的弱面。

力学测试显示，在压缩、弯曲和扭转载荷下，同心结构均表现出更高的强度和耗能能力。在循环弯曲测试中，相同最大应力条件下其疲劳寿命超过平板对照的1000倍；按各自静态弯曲强度归一化后，在相应区间仍具有超过100倍的寿命优势。

研究团队还将材料加工成传动轴原型和精密机械结构件，展示了其加工与工程应用潜力。该研究通过空间重组层间薄弱方向，为面向多向载荷服役环境、兼顾承载、耗能与抗疲劳的仿生结构材料提供了新思路。

（本文综合安徽网·大皖新闻相关报道整理）