这种新型的复合材料的弯曲强度和导电性能都有显著的提高。由于竹纤维梯度分布的结构特点，十分有利于抗弯性能，符合优化设计原理。将竹干进行拓扑变换，提出了仿竹优化梁模型，其中纤维以梁的中线面为对称而分布。这一模型以碳纤维环氧树脂进行了验证。试验结果指出，仿竹结构复合材料的平均弯曲强度比具有同量基体和纤维但结构分布均匀的复合材料的平均强度高 81％，最高者达到 103％
2.1 激光熔覆法制备 n-Al2O3/Fe 仿生梯度复合涂层
激光熔覆是一个极快速的动态熔化与凝固过程，冷却速度快（高达106℃/s），发生非平衡凝固，组织细小，因此能有效地防止纳米材料的团聚。同时由于纳米材料的超微尺寸，有利于在熔覆区与热影响区的冶金结合，从而使熔覆层与基体间产生良好的结合，提高表面硬度，进而提高表面耐磨性。本文采用激光熔覆法进行了灰铸铁与粉末冶金材料 n-Al2O3/Fe 仿生梯度复合涂层的制备。
2.2 复合电沉积法制备 n-Al2O3/Ni-Co 仿生梯度纳米复合涂层
复合电沉积技术由于工艺易于控制、成本低、沉积速度快、复合镀层多样化等优点，近年来在工业中广泛应用，纳米颗粒作为第二相颗粒进行复合镀层的制备，现在也越来越引起关注。与普通镀层相比，纳米复合镀层中由于存在大量纳米粒子，纳米粒子本身具有的很多独特的物理及化学性能，使得纳米复合镀层表现出很多优异的性能。 由纳米粒子通过复合镀技术制备而成的纳米复合镀层，与具有相同组成、微粒粒径在微米尺度的普通复合镀层相比，很多性能都能得到大幅度提高，而且性能提高的幅度往往随纳米粒子粒径的减小而增大。这些性能包括：硬度、耐磨性能、抗高温氧化性能、电催化性能、光催化性能等。
复合涂层表面的疏水性特征是由表面非光滑的形态特征和涂层（AL2O3）的成分决定的。
纳米表面改性层耐磨性显著提高。随着纳米氧化铝含量的增大，其耐磨性增大，摩擦系数增大。随载荷增大，磨损量增大，摩擦系数减小；灰铸铁纳米表面改性后，其磨损机制为犁削磨损。
粉末冶金材料表面激光熔覆法制备的 n-Al2O3/Fe 的组织。 将涂层材料涂到粉末冶金材料表面进行激光处理。激光熔覆快速冷却与凝固的特点，使熔覆层晶粒细小、致密，有效地阻止了纳米材料的长大,同时纳米粒子的超微尺寸也有利于熔覆层与基体的冶金结合。
纳米材料用于制备仿生材料，自组装制备无机纳米材料和生物分子的混合材料引起人们的极大关注。目前，直接去控制和调整纳米结构以更好地适应生物系统的整体性能，例如，控制纳米结构的尺寸，调整表面层来增强水溶性、生物相容性和生物识别。