Para lograr un equilibrio efectivo entre la reducción de peso de los materiales estructurales y un alto rendimiento mecánico, este trabajo estudió sistemáticamente la relación estructura-propiedades mecánicas de la estructura jerárquica de los capullos de seda, y sobre esa base llevó a cabo el diseño y fabricación bioinspirados de materiales estructurales livianos y de alta resistencia. Mediante la caracterización morfológica a múltiples escalas y pruebas mecánicas, se revelaron las bases estructurales de las características livianas y de alta resistencia de los capullos, y tras analizar la variación en gradiente de los parámetros estructurales y propiedades mecánicas en dirección al grosor, se aclaró el mecanismo de regulación sinérgica de la porosidad y la resistencia de unión de las fibras sobre la respuesta mecánica de la capa, así como la contribución destacada de la interfaz de unión intercapas al rendimiento mecánico global. Posteriormente, se introdujo la técnica de "soldadura" con disolvente para lograr una adhesión efectiva entre las fibras. Mediante la optimización de la estructura topológica, el aumento del número de soldaduras y la estrategia de compuestos multicapa, se reguló relativamente de forma independiente la porosidad, la resistencia de unión de las fibras y la resistencia de unión intercapas, mejorando significativamente las propiedades mecánicas del tejido con estructura similar a la de los capullos. El tejido compuesto multicapa preparado mantiene la ligereza, con resistencia y módulo específicos que alcanzan respectivamente 117,4 MPa·g^-1·cm³ y 1,55 GPa·g^-1·cm³, superando las propiedades mecánicas de los capullos naturales. Este estudio propone un marco de investigación integrado "revelación del mecanismo - diseño bioinspirado - optimización del rendimiento", proporcionando una base teórica y una ruta técnica para el diseño y fabricación bioinspirados de materiales estructurales livianos y de alta resistencia.

capullo de seda; estructura jerárquica; relación estructura-propiedad; diseño bioinspirado; refuerzo mecánico