为了更简洁、快速设计与合成结构－功能集成新材料与材料新结构，上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室张荻教授课题组本着“师承自然、源于自然、高于自然”的原则，采用直接利用自然界生物分级结构“遗态”合成新材料与材料新组分的相耦合的研究方法：即直接借用自然界生物结构自身多尺度、多维结构为模板，通过人工耦合作用来遗传和复制生物自身分级精细结构，传承其形态和物理结构，变异其化学组成，合成既有自然界生物精细分级结构，又有人为赋予特性和功能的新材料和材料新结构，以实现设计和合成制备功能－结构集成化和定向化之目的。

      本文交叉融合材料、生物、物理、化学等多学科，以材料功能与结构设计为牵引，以多样化生物分级结构及功能导向设计方法为手段，遵循“生物分级结构－新结构－新功能”和“材料材质与自然生物分级结构耦合”的学术思想，详细阐述了自然生物分级精细结构的模板转化和微结构调控方法、结构-功能特性的定向设计与微观层次功能组装方式以及生物分级精细结构－功能关联及其应用探索。由于课题组在此方面取得的成果，此次应邀发表了该篇综述文章。 

     该论文是由张荻教授、范同祥教授及其指导的研究生周淑君共同完成。该研究先后得到了国家科技部、国家自然科学基金、上海市基础研究重大和重点项目以及上海市曙光计划等基金的资助。