海胆骨骼的华丽图案可能会加强它们的结构

研究人员在8月的皇家学会界面杂志上报告说，普通海胆(Paracentrotuslividus)骨骼的成分与蜂窝和蜻蜓翅膀中发现的骨骼成分相似。研究这种反复出现的自然秩序可能会激发坚固而轻便的新材料的创造。

海洋生物学家和仿生学顾问ValentinaPerricone说，海胆骨骼“在微观尺度上显示出令人难以置信的结构多样性，从完全有序到完全混乱不等”。这些结构可以帮助动物在面对捕食者攻击和环境压力时保持形状。

在使用扫描电子显微镜研究海胆骨骼结节时——刺附着的部位可以承受强大的机械力——佩里康内发现了“一个奇怪的规律性”。她和她的同事发现，结核似乎遵循一种称为Voronoi模式的常见自然规律。

使用数学，Voronoi模式是由一个过程创建的，该过程将一个区域划分为多边形单元格，这些单元格围绕其中的点构建，称为种子(SN:9/23/18)。这些细胞遵循最近邻规则：细胞内的每个点都比该细胞的任何其他种子更接近该细胞的种子。此外，分隔两个单元格的边界与它们的两个种子等距。

计算机生成的Voronoi模式与海胆骨骼中发现的模式有82%的匹配度。该团队怀疑，这种安排会产生坚固而轻便的骨骼结构。意大利阿韦萨坎帕尼亚大学“LuigiVanvitelli”的Perricone说，这种模式“可以解释为一种进化解决方案”，它“优化了骨骼”。

海胆、蜻蜓和蜜蜂并不是Voronoi建筑的唯一受益者。Perricone说：“我们正在开发一个基于生物启发的Voronoi结构库”，它可以作为材料设计的“轻量级和耐用的解决方案”。她希望，这些可以激发材料科学、航空航天、建筑和施工领域的新发展。