受白蚁筑巢方式的启发，加州理工学院（Caltech）的科学家们开发了一个框架来设计新材料，模仿隐藏在大自然生长模式中的基本规则 。研究人员证明，通过使用这些规则，有可能创造出具有特定可编程性质的材料 。

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这项研究于8月26日发表在《科学》杂志上 。该研究由G. Bradford Jones机械工程和应用物理学教授、遗产医学研究所研究员Chiara Daraio领导 。
Daraio说："白蚁只有几毫米长，但是它们的巢穴可以高达4米--相当于人类建造的房子有加州惠特尼山的高度 。如果你窥视白蚁巢穴的内部，你会看到一个不对称的、相互连接的结构网络，类似于海绵或面包的内部 。由沙粒、泥土、灰尘、唾液和粪便组成，这种无序、不规则的结构看起来很随意 。然而，白蚁的巢穴是专门为稳定和通风而优化的 。"

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【科学探索|通过模仿白蚁筑巢 科学家运用其基本规则生成新材料】博茨瓦纳哈博罗内野生动物保护区内的一个白蚁丘 。众所周知，白蚁可以建造高达30英尺的蚁丘 。
Daraio说："我们认为，通过了解白蚁如何对巢穴的制造做出贡献，我们可以为设计具有独特机械性能的建筑材料定义简单的规则 。架构材料是由泡沫状或复合固体组成的构件，然后被组织成三维结构，从纳米到微米尺度 。到目前为止，架构化材料领域主要集中在周期性架构上 。这些架构包含一个统一几何的单元格，如八面体或立方体，然后这些单元格被重复形成一个晶格结构 。然而，专注于有序结构限制了架构材料的功能和使用 。"
"周期性架构对我们工程师来说很方便，因为我们可以在分析其特性时做出假设 。然而，如果我们考虑到应用，它们不一定是最佳设计选择，"Daraio说 。无序结构，如白蚁的巢穴，在自然界中比周期性结构更普遍，而且往往显示出卓越的功能，但是，直到现在，工程师们还没有想出一个可靠的方法来设计它们 。

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基娅拉-达拉伊奥 资料来源：加州理工学院
Daraio说："我们最初处理这个问题的方式是考虑到白蚁有限的资源数量 。当它筑巢时，白蚁没有整体巢穴设计的蓝图；它只能根据局部规则做出决定 。例如，白蚁可能会使用它在巢附近找到的沙粒，并按照从其他白蚁那里学到的程序将沙粒装在一起 。一个圆形的沙粒可能适合在一个半月形的沙粒旁边，以增加稳定性 。这种基本的相邻规则可以用来描述如何建造一个白蚁巢穴 。"她说："我们为材料的设计创建了一个数字程序，其中有类似的规则，定义了两个不同的材料块如何能够相互粘连 。"
Daraio和团队将这种算法称之为"虚拟生长程序"，它模拟了生物结构的自然生长，或白蚁巢的制造过程 。虚拟生长程序使用的不是一粒沙子或一粒灰尘，而是独特的材料的几何形状，或建筑块，以及这些建筑块如何相互连接的相邻准则 。在这项初步工作中使用的虚拟块包括一个L形、一个I形、一个T形和一个+形 。此外，每个构件的可用性都有一个明确的限制，与白蚁在自然界可能遇到的有限资源相类似 。利用这些约束条件，该程序在网格上构建出一个架构，然后这些架构可以被转化为二维或三维物理模型 。