多孔芯体复合材料夹芯结构与草叶等生物组织具有相似的微结构,均包含功能性低密度芯体和薄而强的纤维面板。然而,面芯脱粘、芯体局部屈曲等破坏经常发生,严重影响了复合材料夹芯结构的完整性和力学性能。因此,迫切需要具有更高力学性能的轻质夹芯结构。比草叶刚度更高、尺寸更大的树叶给复合材料夹芯结构的设计提供了灵感。树叶组织不仅包含整体性面板和多孔芯体,还分布有具有分形特征的纤维叶脉结构。作者首先研究了树叶叶脉的分布规律,研究结果表明叶脉的黄金比例分布可以使得树叶整体结构的刚度最大,从而形成最大的阳光照射区,促进叶片的光合作用。受叶脉微观结构的启发,作者提出一种混式芯体复合材料夹芯结构。首先考虑局部屈曲、嵌入体积和粘接面积等约束,以结构刚度为优化目标,采用基结构法进行拓扑优化设计,得到了一种模仿叶脉分布的混式芯体。并测量该种混式芯体夹芯结构在三点弯曲和平面压缩载荷下的力学性能,实验表明,混式夹芯结构的力学性能优于传统蜂窝夹芯结构和网格夹芯结构。