核桃壳是一种轻质材料，具有高强度和增韧特性，但它的结构不同于具有两层或三层短的硬化细胞层和长束纤维的其他坚果壳微观结构，。探讨轻质核桃壳的抗断裂生物机理，以及如何防止仿生结构的损伤，具有重要意义。北京航空航天大学樊瑜波全面分析了核桃的运动学和几何特征，包括质心（MC）和几何中心（GC），以及核桃壳的微观结构和力学行为。

本文要点

（1）研究发现非对称质心和几何中心将冲击能量耗散到整个壳体上，而载荷区域没有载荷集中。

（2）胡桃木是一种特殊结构的核桃壳增韧改性材料。S形梯度孔隙率/弹性模量分布与单个膨胀硬化细胞上的凹坑相结合，需要更高的能量来进行裂纹扩展，从而降低其断裂行为。

（3）了解上述核桃壳的抗断裂生物机制，将有助于在头盔、装甲、汽车防撞梁、航天器返回舱等人类防护装置的创新设计中，创造具有优异抗断裂性、较低质量和较高强度的防护材料或装置。

Lizhen Wang, et al. Fracture Resistance Biomechanisms of Walnut Shell with High-Strength and Toughening. Advanced Science. 2023

DOI：10.1002/advs.202303238

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202303238