蜻蜓翅膀的生物耦合特征是生物体柔性和刚性完美结合并赋予其优异力学性能的典范，其优化的形态、结构、力学特征的耦合是抗疲劳的重要原因。基于这一原理，利用激光仿生耦合制备技术加工的制动毂，服役里程可达7万km以上，疲劳寿命比普通未处理制动毂至少提高30%，且制造成本降低6.75%。

  具有高超飞行能力的蜻蜓，其飞行速度和耐力令人吃惊。飞行中起支配作用的蜻蜓翅膀，虽然看上去单薄而质轻，却能在每秒达20-40次振动，每小时70千米的飞行中安然无恙。蜻蜓翅膀具有非常好的强韧性、稳定性和承载能力，它以最少的能量消耗，长时间承受一定频率和振幅的交变应力，表现出了优越的抗疲劳特性。蜻蜓翅膀呈网状脉络分布，由质地坚硬的翅脉和薄而柔软的翅膜构成，表面具有非光滑形态。蜻蜓翅膀的生物耦合特征是生物体柔性和刚性完美结合并赋予其优异力学性能的典范。

蜻蜓翅膀呈现完美的力学性能，对外界破坏和高频疲劳具有天然抗力。研究表明，其优化的网络结构和三维类桁架构形对疲劳裂纹的形成和扩展具有明显抑制作用；蜻蜓翅脉的多层复合具有强韧耦合特征，部分翅脉间为柔性连接，呈现刚柔耦合，这是其缓释应力和抵御裂纹的重要原因。

图1. 蜻蜓翅膀抗疲劳特性及其耦合特征. (a)蜻蜓翅膀耐疲劳特性, (b)网络结构, (c)多层复合结构, (d)翅脉间柔性连接

   目前，该原理已在热作模具、制动毂、制动盘等部件的应用中取得了突破性进展。利用激光仿生耦合制备技术加工的仿生部件，可显著改善抗热疲劳性能。其中，经激光仿生耦合处理的制动毂可完全满足车辆制动要求，其服役里程可达7万km以上，疲劳寿命比普通未处理制动毂至少提高30%，且制造成本降低6.75%。

图2. 3.5万km下制动毂应用测试. (a)制动毂卡车应用, (b)普通制动毂, (c)仿生制动毂

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张志辉