骨头、牙齿、贝壳等一类生物材料在长期的演化历程中形成了跨越宏观、微观与纳观的多分级结构，其中的微结构尺度只有微米或纳米量级(所以科学家们称之“微观”或“纳观”结构)，因而呈现了许多令人惊奇的功能。图1所示的便是骨头中的多分级结构，可以看到这里将骨头从最小结构开始划分为七个级别：第1级(Level 1)是主要分子级组分(Major Components)，第2级(Level 2)是胶原蛋白纤维(Mineralized Collagen Fibril)，第3级(Level 3)是纤维簇(Fibril Array)，第4级(Level 4)是纤维簇堆垛(Fibril Array Patterns)，第5级(Level 5)是基本骨单元(Osteons)，第6级(Level 6)是骨松质与骨密质(Spongy vs Compact bone)，第7级(Level 7)是整骨(Whole Bone)。大家千万不要以为大自然造化过于繁琐，正是这种多分级结构才确保了骨头、牙齿具有了极高的断裂强度，得以完成它们支撑庞大身体、咀嚼坚硬食物等等的生物功能。

    图1 骨头的多分级结构