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海星是棘皮动物中结构生理最有代表性的一类。体扁平，多为五辐射对称。在最新一期的《Science》的封面竟然是一只馒头海星的骨骼局部图。在SEM观察其上密密麻麻的分布着鳞次栉比的小方解石晶体。那么海星到底有什么神奇之处可以登上顶刊的封面呢？这篇名为：Adamage-tolerant,dual-scale,single-crystallinemicrolatticeintheknobbystarfish,Protoreasternodosus的文章发表于2月11日。科学家借助显微镜首次在自然界中发现了一种神奇结构，这种材料的神奇之处在于其结构在原子和微米双尺度上都呈现单晶结构。在现有的人类现有技术，还无法复制出这种材料。据论文的通讯作者、美国弗吉尼亚理工大学机械工程系助理教授李灵介绍，我们知道海星在海里很灵活，也很强韧，但它的骨骼的成分其实和粉笔一样非常易碎，是由多孔碳酸钙材料组成的。这就很神奇的地方。这是一种纯天然、具有良好性能的多孔轻质陶瓷材料。轻盈又坚固的材料对于汽车和航空航天等领域简直是一种福音。仿生学一直就是一门很神奇的学科，在弗吉尼亚理工大学的实验室，研究人员发现这种天然轻质陶瓷结构相比人类的创意，大自然的设计更疯狂，更鬼斧神工。馒头海星是印度—太平洋地区的常见物种，其骨骼由很多的、直径只有几毫米的“小骨”组成，每个小骨由细密紧致的微晶格构成，这些小骨与软组织连接，使得馒头海星可以灵活运动。海星的这种分枝状骨骼特点有点像迷你版埃菲尔铁塔，结构精巧、排列有序而复杂。这个“艺术品”非常轻巧，其主要组成成分是碳酸钙。碳酸钙是一种很普通又不被重视的材料。很容易掰断的粉笔就是由碳酸钙结晶方解石构成。但物质在不同结构下，却有着不一样的性能。据研究者介绍，海星的骨骼是一种近乎完美的双尺度微晶格结构，好像是用一整块方解石单晶雕刻出来的周期性晶格。这种结构变现出在特定方向上强化，既灵活又坚固。很有意思的是，在微晶格断裂时，这种结构可以阻止裂纹进一步扩散。此外，它还有一种吸能的性能，一般这种材料常用于汽车上，以防止剧烈碰撞导致乘客的人身安全。经研究表明，海星骨骼材料的吸能指标远超目前常用的泡沫陶瓷。但是很遗憾，目前人类技术不足以复制这种材料。研究人员希望让这一大自然的绝妙设计走进产业，造福人类。技术的进步和深入的研究最终能提供一个理想的解决方案。大海是一座资源丰富的宝库，海星等海洋动物向我们揭示了一个材料创新的世界，光滑表面的微晶格结构像是一种极其规整的格子，正是这种复杂又极其秩序的结构，让原本脆弱的材料变得更加轻盈、强劲，对机械损伤有很高的耐受度。它可以让你领略到大自然奇妙的对称美。研究这些结构对于前沿新材料的设计有潜在意义。研究人员李灵遵循师法自然，期待拓展人类的技术边界，研发出更轻、更强、更令人振奋的新型材料。

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