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硅藻是一类生活在水环境里的单细胞、光合作用浮游生物。主要由非晶态SiO2构成的硅藻壳壁，形式独特多样，具有从纳米到微米尺度的、复杂的多层次孔洞结构。因壳壁结构具有优异的力学、光学和传输特性，正日益受到人们的关注和重视。非晶态SiO2是自然界大量存在的脆性材料，处于体相状态的非晶态SiO2，一旦初始裂纹扩展就很容易失效，且在其断裂过程中只吸收很少的能量。但是，最近的实验和计算发现，在微纳尺度下，主要由非晶态SiO2构成的硅藻壳壁，尽管存在多孔洞排列的结构，却表现出很好的力学特性，具有很高的刚度