你听说过一块骨头既能承重又能感知光线吗？材料科学家Ling Li起初也没往这方面想，他的实验室原本只想搞清楚海星怎么用脆弱的碳酸钙造出又轻又韧的骨架。

“我们研究海星，是为了理解自然界如何创造既坚固又轻量的多孔骨骼材料，”Li回忆说，“结果却在海星腕尖发现了嵌入的透镜状结构。”这个偶然的发现，让整个研究拐了个弯。

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随后发表在《美国国家科学院院刊》上的论文揭示，海星 Protoreaster nodosus 的骨骼中含有特殊的矿物结构，能引导并聚拢光线。换句话说，大自然似乎演化出了一套方案，把力学支撑和光学传感塞进了同一套材料系统里。Li承认发现纯属意外，但转念一想，这种多功能性在自然界中恰恰是刻意为之且理所当然的。

“天然材料常常需要同时兼顾好几件事，”Li解释，“它们要提供结构支撑、防护、感知等功能。我们研究这些系统的设计，然后提取背后的原理，用来启发未来的工程材料。”他列举的方向包括轻质抗冲击结构、能自我感知损伤的智能材料，以及面向航空航天、运输和防护的结构化材料。

在棘皮动物家族里，海星和它的亲戚海胆、阳遂足一样，都用碳酸钙打造骨骼。这种矿物轻便又常见，但天生很脆，做成多孔后往往更加脆弱。然而海星反其道而行，骨架高度多孔，却保持着强度与韧性，能扛住海洋生活的折腾。Li团队最初就是想破解这种奇特骨骼架构的奥秘，并因此鉴定出一种独特的双尺度微晶格结构，相关成果还登上了《科学》杂志封面。正是在对腕尖做高分辨率成像时，他们才注意到那些光滑的透镜状凸起，嵌在矿物骨架之中。