摘要：哺乳动物的骨是一种代表性的自然生物复合材料，经过若干世纪的选择进化，具有复杂的多级微纳米结构和优良的力学性能。本讨论主要介绍了骨骼的组成成分、多级微纳米结构及其仿生材料的讨论进展，同时提出一些看法和展望。 关键词： 骨骼；组成成分；多级微纳米结构；仿生0 引言20 世纪 60 年代 J.Steele 在美国召开的第一次仿生学讨论会上正式提出仿生学的概念，自此仿生学作为一个学科被正式提出，并成为当前材料领域讨论的热点。哺乳动物的骨作为一种代表性的天然生物复合材料，经过数亿年的选择进化，迄今已具有适应环境与功能需求的高度优化的多级结构，表现出传统人工合成材料无法比拟的优异的强韧性、功能适应性及损伤愈合能力等特性。它们是设计和制备高性能和特别性能材料的信息宝库，深化讨论骨的优良力学性质与其多尺度（多级）微纳米结构之间的关系，获得新概念，抽象出模型，进行人工材料的仿生制备与开发，有助于制造出性能优异的复合材料[1]。本文综述了骨的组成成分及多级微纳米结构，概述了骨骼从纳米尺度到宏观尺度仿生骨材料的讨论进展，信任在不远的将来骨材料仿生将会带来更多的应用价值。1 骨的成分与多级微纳米结构骨主要由大量无机成分、有机成分及少量水所组成。无机成分又称为骨盐，包括磷酸钙（84%）、碳酸钙（10%）、柠檬酸钙（2%）以及磷酸氢二钠（2%）等，它们形成细针状的羟基磷灰石晶体[C10（P4）6（OH）2]。有机成分包括大量的胶原纤维（95%）和少量无定形基质，无定形基质为成骨细胞分泌的凝胶状物质，主要为蛋白多糖，有黏着胶原纤维的作用，骨胶原纤维沿着羟基磷灰石晶体的长轴排列，并与之紧密结合胶原纤维束高度有序地成层排列，无定形基质将它们黏合在一起，加上骨盐沉积，形成薄板状的结构，称为骨板[2]。骨的硬度取决于其内的无机盐结晶，胶原纤维和其他有机大分子可增强骨的韧性，但胶原纤维的抗压性和彈性较差，当二者结合在一起，却具有很大的强度、刚度和断裂韧性。骨是一种复杂的具有多级结构的复合材料。在纳观尺度上（小于 1 微米），由胶原蛋白和水分子以及非胶原蛋白组成的骨胶原纤维是一种纤维状糖蛋白，其构成单位是 3 条多肽链互相拧成的 3 股螺旋状纤维，骨粘蛋白将少量羟基磷灰石晶体与胶原纤维粘合在一起，形成矿化胶原纤维。在微观尺度上（1 微米到 1 毫米），由矿化胶原纤维和剩余的羟基磷灰石基体组成单个骨板，骨板的厚薄不一，约为 3-7 mμ之间，相邻骨板中...
