生物模式和纹理:从形成机制到仿生应用
Sen Lin1, Zerong Du1, Xu Fang1
1State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing Technology for Vehicle, College of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|March 14, 2026
概括
生物模式和纹理不断演变,以提高功能和适应能力. 本综述探讨了它们的形成,演变,分析和在材料和设备中的仿生应用.
科学领域:
- 仿生学和进化生物学
- 材料科学与工程 材料科学与工程
背景情况:
- 生物结构表现出由进化形成的复杂模式和纹理.
- 这些特性提供了卓越的机械性能和在各种环境中的功能适应性.
研究的目的:
- 系统地审查生物模式和纹理的形成机制,进化原理,分析技术和工业应用.
- 建立一个理论框架,并激发仿生设计.
- 突出未来的研究方向和跨学科合作的需要.
主要方法:
- 生物机械驱动的形成过程的分析 (例如,表面曲,反应-扩散).
- 检查进化原理 (例如,选择压力,遗传漂移).
- 先进的分析和制造技术 (例如,多尺度表征,人工智能,先进制造) 的总结.
主要成果:
- 确定了生物模式的关键形成机制和进化驱动因素.
- 总结了分析和复制这些结构的尖端技术.
- 展示了功能性表面,软机器人和生物医学工程中的成功工业应用.
结论:
- 生物模式和纹理对于生物的功能和适应至关重要.
- 利用这些原则的仿生方法提供了重要的创新潜力.
- 跨学科的合作对于推动仿生学领域的发展至关重要.
