受竹子与海螺壳启发，UTA研究人员开发新型仿生3D打印复合材料

导读：仿生设计正成为材料科学领域创新的强大引擎。随着多材料3D打印技术的不断进步，研究人员能够以前所未有的方式模拟自然界的结构，探索新一代兼具高韧性与耐损伤性能的复合材料。

2025年7月21日，南极熊获悉，德克萨斯大学阿灵顿分校（UTA）工程学院机械与航空航天工程系的研究员Shiyao Lin即将启动一项名为“基于混合仿生设计和多材料增材制造的新型耐损伤复合材料”的研究项目。

该项目由UTA研究与创新副总裁办公室管理的研究增强计划（REP）资助，旨在为研究人员提供种子资金，以便测试新想法并探索新方向，从而带来未来的创新，并为联邦机构和非营利基金会提供更具竞争力的外部资金提案。

Lin博士正在开发下一代耐损伤复合材料，设计灵感源自自然界的材料，如竹子和海螺壳。这些混合仿生结构将采用多材料3D打印技术制造，并进行强度和耐久性测试。

△UTA工程学院机械与航空航天工程系研究员

自然启发的3D打印复合材料

这个研究项目旨在通过自然的视角探索材料科学，研究自然结构如何防止损伤和断裂研究人员希望通过研究这些材料中裂纹形成和扩展的基础物理原理，探索提高工程复合材料韧性的新方法。项目融合了多种鲜为人知的仿生结构，并将通过实验室实验和计算建模验证3D打印符合材料的有效性。

这些设计有望催生出更坚固、更安全的材料，用于航空航天工程、汽车制造和个人防护装备。同时，这项技术的潜在应用范围非常广泛，包括能够更好地承受压力的飞机部件、提升乘客安全性的汽车零部件，以及具有先进能量吸收功能的防弹衣。这些影响深远的应用将具有广泛的意义。

项目的第一步是创建一个受竹子和海螺壳启发的混合设计。竹子的天然细胞结构有助于防止裂缝的形成，而海螺壳的层状结构则可以有效防止断裂。UTA团队将使用多材料3D打印机构建这些混合结构，并进行机械测试以评估抗压性能。

Shiyao Lin博士表示：“这项资助将培养研究生和本科生的分析和动手能力，并拓宽工程专业学生在动物学和生物学方面的知识视野。”该项目不仅有望推动航空航天、汽车制造和个人防护装备等领域的材料升级，也为工程学科学生提供了跨学科实践与学习的宝贵机会。