达尔文在《进化论》中提出“物竞天择，适者生存”，作为自然界万物优胜劣汰的法则延续至今。各种生物为了在自然界中生存下来，经过数亿年进化出可以适应各种各样环境的结构与功能，因为只有生物不断进化，适应生存环境才不至于被淘汰，这正是仿生学研究的背景。

华中科技大学材料科学与工程学院的黄威教授，作为新时代的青年科研学者，他长期从事生物和仿生材料与结构的研究，对于生物材料如贝壳、牙齿、骨组织等多尺度结构和力学性能的解析和仿生制备有着丰富的经验。

2007年至2013年，黄威于华中科技大学材料科学与工程学院本硕连读毕业，因为天生对于生物研究有着浓厚兴趣，为了进一步深入研究生物材料知识和技术，他远赴美国加州大学圣地亚哥分校留学深造。在这世界生物科学和生物技术科研最前沿，他师从美国材料科学领域著名专家Joanna McKittrick深入学习、研究，主要从事高强度抗冲击生物和仿生复合材料的多尺度力学性能研究，以及生物和仿生材料的增材制造。在生物材料的多尺度结构解析以及力学性能研究、仿生建模和增材制造等方向取得了一系列原创性成果。

在美国攻读博士期间，黄威参与了美国空军科学研究办公室(Air Force Office of Scientific)的多校联合资助(Multidisciplinary University Research Initiative)项目，总经费750万美元。据黄威介绍，该项目名为“从趋同进化到工程应用：生物复合材料和仿生材料的多尺度结构和力学”，主要研究自然界的生物经过几亿甚至几十亿年的进化后，在不同的条件下进化出一些相似的结构和功能以适应相应的环境。例如：穿山甲和鱼是相隔非常远的物种，但是它们都进化出了可以用来防御的柔性鳞片铠甲，可以灵活地活动，同时还可以抵御敌人的攻击;再如：陆地上的甲虫和海里的螃蟹为了使身体更加坚韧不易损坏，进化出了螺旋状排布的微观甲壳素纤维。

黄威表示，诸如上述的例子，在自然界数不胜数。他们就是通过比较总结一些生物体的结构，研究其力学性能，一方面在于弄清楚为什么几亿年的自然选择和进化会得到这些特殊的结构，在力学性能或者其他功能上有哪些优势;另一方面在于如何把这些设计思想应用到日常生活中所用到的工程结构和材料中。该项目作为一个多学科交叉项目，里面涉及到生物、化学、物理、材料和力学等各方面的知识，由来自各个领域的科学家们共同合作，黄威在参与此项目研究中，得到了成长和进步，为他后来的研究打下了坚实基础，2018年，他顺利从UCSD毕业，以优秀的成绩获得博士学位。

博士毕业后，黄威又分别在加州大学河滨分校和尔湾分校从事抗冲击性能方面的研究，在此期间，他对于螳螂虾前肢的抗冲击纳米涂层的研究以第一作者身份发表在国际知名杂志《自然-材料》上，揭示了螳螂虾表层羟基磷灰石/几丁质纳米颗粒涂层的多尺度增韧机制，依据此项成果所制备的仿生抗冲击纳米涂层申请了美国专利。此外，他还参与研究了石鳖牙齿四氧化三铁复合纳米材料的耐磨性能探索，发现了四氧化三铁纳米柱状微结构对于牙齿的耐磨性能有很大的提升，该成果发表在知名杂志Small Structures上，并先后受邀在Advanced Materials和Accounts of Chemical Research上撰写关于仿生纳米复合材料结构和力学性能的综述评论文章，获得了行业内高度关注。

2022年7月，黄威回到了他的母校——华中科技大学担任教授/博导，虽然回国不久，但他旋即就展开了科研工作。进入华中科技大学后，黄威得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金(海外)项目的重点资助，他将继续扎根仿生学研究，深入挖掘自然界中不为人知的秘密，同时，进一步开发材料制备手段如三维打印等，并将其应用到和人们息息相关的工程材料中。“仿生高强度抗冲击和耐磨材料可应用于国防领域，面向祖国的重大需求。”黄威说，“另一方面，自然界的材料的设计和制备的思想也可以应用到生物材料上，为人民的生命健康服务，例如骨骼和牙齿的修复材料。”

生命不息、奋斗不止。怀着在祖国仿生材料事业中大显身手的决心，黄威将继续扎根在自己的科研领域，开拓创新、砥砺前行。“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，相信不远的未来，他将会以更多更先进的仿生材料科研成果，为国防安全和生命健康贡献力量。(文/王超)

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