研究人员开发了一种通过控制局部湿度来精确控制竹细胞横向变形的方法，为先进材料应用打开了大门。这项创新技术于2023年末发表在《自然通讯》上，可以在不改变其化学成分或细胞结构的情况下，对竹材的力学性能进行工程设计。
由白、严和吕领导的团队在竹组织中引入了精细调整的湿度梯度，从而在特定细胞群中诱导有针对性的膨胀和收缩。这导致可预测和可重复的横向细胞变形，为生物启发材料科学提供了一种新方法。该方法使用纳米级湿度发射器和吸收器来维持稳态湿度区域，从而在竹结构内产生不同的含水量。
在微观尺度上控制竹材响应的能力表明，可以创造具有按需机械特性的定制天然材料。横向控制细胞膨胀可以调节刚度、韧性和能量耗散，从而将竹材的用途扩展到传统建筑之外。这项研究对生物启发设计具有重要意义，可能在建筑和可穿戴设备中产生适应环境湿度的智能材料。此外，将工程竹材元素集成到复合材料中可以提高各个工业部门的耐用性和功能性，从而促进可持续和高性能材料的发展。