3 宏观尺度蜂窝结构设计
文章归纳了宏观尺度上的三种蜂窝设计策略，即分层级策略、梯度策略和无序策略。
（1）分层级策略
通常分层级蜂窝结构由特殊的大尺寸单胞结构组成，其单胞内充满小尺寸结构。如果大尺寸和小尺寸结构构型是一致的，这些蜂窝结构称为自相似分层级蜂窝；否则，则是非自相似的分层级蜂窝。图2展示了自然界生物材料中存在的多层级结构构型，图3是多种构型的人造分层级蜂窝结构，图4显示了分层蜂窝和相应的常规经典蜂窝之间的机械性能对比。性能比率主要集中在1和6之间。由于分层设计，弹性模量，压缩强度和比能量吸收均有大幅提升，研究表明，受生物材料启发的分层级策略是提高传统蜂窝力学性能的有效途径。通过调整小尺度结构的材料分布和顺序等分层级参数，可以进一步增强分层级蜂窝的力学性能。
图2 生物材料中存在的分层级结构：(a) 甲虫鞘翅；(b) 蜘蛛网；(c) 骨骼肌；(d) 肌腱；(e) 骨骼；(f) 柚皮；(g)竹子。
