什么是蜂窝材料？

蜂窝材料是人类利用仿生学原理从蜜蜂建筑蜂巢的结构机理中，把无数个正六边形对接结构借鉴模仿形成的一种轻质高强度复合材料。蜜蜂所做的六角六面状蜂窝是一个杰作，它以最少的材料消耗，构筑成极为坚固的蜂窝，其结构要比其他任何形状的结构更强有力。因为这种多墙面的排列和一系列连续的蜂窝形网状结构，可以分散承担来自各方的外力，使得蜂窝结构对挤压力的抵抗能力，比任何圆形或正方形要高得多。科学家对蜂窝结构的研究，给人们的启迪是，即使非常纤薄的材料，只要把它制成蜂窝形状，就能够承受很大的压力。正是受到蜂巢的启发，蜂窝结构材料才开始面世的。

虽然蜂窝是一个三维体建筑，但每一个蜂窝都是六面柱体，而蜂蜡墙的总面积仅与蜂巢的截面有关。经过长期的观察和分析，人们发现蜜蜂蜂巢是一座十分精密的建筑工程，其大小刚好可以容纳一个蜜蜂幼虫。蜜蜂建巢时，青壮年工蜂负责分泌片状新鲜蜂蜡，每片只有针头大小。而另一些工蜂则负责将这些蜂蜡仔细摆放到一定的位置，以形成竖直六面柱体。每一面蜂蜡隔墙厚度不到0.1毫米，误差只有0.002毫米。六面隔墙宽度完全相同，墙之间的角度正好是120度，形成一个完美的正六边形几何图形。

早在一千六百多年前，古希腊数学家佩波斯就提出了著名的“蜂窝猜想”，认为蜂窝的优美形状是自然界最有效劳动的代表。他当时认为：人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建成的，这一猜想当时无法用更精确的方法证实，但现在已被证实该猜想是非常准确的。

由此引出了一个数学问题，即寻找面积最大、周长最小的平面图形。1943年，匈牙利数学家陶斯巧妙地证明，在所有首尾相连的多边形中，正六边形的周长是最小的。陶斯的证明更加肯定的应证了正六边形蜂窝结构是大自然物竞天择的自然选择，它代表了自然界最有效劳动的天然成果。

受大自然蜂巢结构的启迪，人们创造性地发明了各种蜂窝结构技术和产品，他们具有结构稳定、用料省、覆盖面广、强度高和质量轻等众多优点，其中蜂窝材料是至今为止已知的最节省材料、具有最大强度重量比的轻质高强结构材料。

从力学角度分析，封闭的六角等边蜂窝结构相比其它结构，能以最少的材料获得最大的受力。蜂窝材料以其极佳的抗压、抗弯特性和超轻型结构特征而闻名于世。对于蜂窝结构板材，当它受力于垂直载荷时，其弯曲刚度与同材料、同厚度的实心板材相差无几，甚至更高，但其重量却轻70-90%，而且不易变形，不易开裂和断裂，并具有减震、隔音、隔热和极强的耐候性等优点。从力学角度分析，封闭的等六边蜂窝结构是最稳定的，具有以最少材料获得最大受力的特点。

关于蜂窝结构这一大自然的杰作在日常生活中随处可见，例如街头路边铺设的正六边形水泥砖类似蜂窝状的路面，机器设备上紧固零件用的正六边形螺丝帽等都是模仿蜂窝结构的设计。还有如移动通信行业常说的蜂窝网络，就是把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区，每个小区设一个基站。形成了形状酷似“蜂窝”的结构，蜂窝网络被广泛采用的原因正是源于“蜂窝猜想”，正六边形被认为是使用最少个结点可以覆盖最大面积的图形，出于节约基站建设成本的考虑，正六边形是最好的选择。这样形成的网络覆盖在一起，形状非常象蜂窝，因此被称作蜂窝网络。

蜂窝材料面世六十多年来，在航空航天领域、家具制造、物流交通、建筑等行业得到了广泛的运用。