搜索:  
南京林业大学詹天翼等《Acta Biomater.》:毛竹应对倾斜胁迫的多尺度结构自适应策略
2025-07-23  来源:高分子科技


1 弯曲干形毛竹的多尺度结构特征及应力传递示意


  应力组织(reaction tissue)可调整植物的形状和生长方向,被视为植物面对外力的一种自适应策略,如树木因抵御倾斜或风形成应力木。然而,禾本科竹类在进化中丧失维管形成层,缺乏次生增厚能力传统观点认为其无法形成应力组织。在本研究中,南京林业大学木材性质与利用团队詹天翼、朱健祎等研究了弯曲干形毛竹(Phyllostachys edulis)在宏观、组织细胞等尺度结构特征,揭示应力传递与再分配机制。结果表明弯曲干形毛竹可形成应力组织,其特征包括:


  (1外凸侧受压应力,内凹侧受拉应力;


  (2)竹筒宏观形态呈偏心椭圆状;


  (3纤维鞘外侧存在未完全发育纤维,其壁层数量和壁厚显著降低充当铰链角色有效缓冲刚性纤维与柔性薄壁组织间的应变梯度


  (4)纤维细胞壁层木质素含量增加,微纤丝角增大。


  上述特征与针叶树应压木结构类似,证实了禾本科竹与裸子植物在应力组织发育中的趋同进化现象。本研究为理解植物的环境自适应策略提供了新视角,同时其揭示的多尺度结构特征为开发高性能仿生异形材料提供了新范式研究工作得到国家重点研发计划(2023YFD2200501)、国家自然科学基金(32171705)的资助。



2 弯曲干形毛竹的多尺度结构特征:(ac)外凸侧与内凹侧横截面形貌;(b)不同高度处竹筒横截面宏观形貌;(d)生应变;(e)弯曲干形示意;(fg)纤维鞘扫描电镜图像;(hj)纤维鞘光学显微图像及壁层数量分布;(i)竹筒横截面形态参数偏心度椭圆度


  南京林业大学材料科学与工程学院朱健祎(现中国林业科学研究院木材工业研究所博士研究生)为第一作者,南京林业大学材料科学与工程学院詹天翼副教授为通讯作者。


  论文信息:

  Jianyi Zhu, Kaiwen Chen, Wenjuan Zhao, Yujing Tan, Fengze Sun, Hui Peng, Jianxiong Lyu, Tianyi Zhan*. Structural adaptations of curved-stem moso bamboo: tissue specialization for resilience under mechanical stress. Acta Biomaterialia, 2025.

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1742706125005173

  50天开放链接:https://authors.elsevier.com/a/1lQ5p6CFjZXs5r

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻