Hooke描绘的羽毛模型图
R.Hooke （1665） Micrographia， or， Some Physiological Descriptions of Minute BodiesMade by Magnifying Glasses with Observations and Inquiries Thereupon （The RoyalSociety， London）
羽毛结构模型的进一步完善
但其实，目前人们提出的“钩子-滑槽”模型忽略了羽毛的精细结构，并不能很好地解释羽毛的抗撕裂和超耐久性。近日，中科院理化所仿生材料与界面科学实验室王树涛研究团队利用X-射线显微镜和显微操作系统，对羽毛的精细三维结构及其功能进行了观察，发现了羽毛的羽枝间的一种新型机械互锁体系：级联滑锁系统（由钩子，滑道和滑道端部的级联背刺组成），并阐明了级联滑锁结构的工作原理，成功揭示了羽毛抗撕裂能力和超耐久性的秘密（Repairable cascaded slide-lock system endows bird feathers with tear-resistance and superdurability， PNAS 2018， DOI： 10.1073/pnas.1808293115）。这种级联滑锁结构不仅保证了羽枝间较强的粘附力，同时保护了羽枝在分离过程中不受到损坏。
实验测试表明，羽毛具有很好的拉伸性能；并且经过1000次的分开/修复实验，羽枝间的粘附力仍能达到初始值的80%以上。由此说明，这种结构促成了鸟类羽毛的抗撕裂能力和超耐久性能，使得鸟类能够在恶劣的环境中飞行。同时，这种级联滑锁结构为新型柔性织物和电子器件的设计制备提供了新的思路。
利用X射线显微镜观察并重构的羽毛的原位立体结构
羽小枝的精细结构。（A， B）单个羽枝的背侧（A）和腹侧（B）结构。（C， D）每个带钩羽小枝具有四个从其中部伸出的下垂向后的钩子。（E， F）滑道羽小枝边缘卷曲，卷曲的的边缘在其端部转变为4-5个曲面三角形状的刺状结构，称为背刺。（G， H）钩子和背刺具有匹配的尺寸和形状。
