Repositorio
Institucional

Narayan, Sunny

Global Research Trends in Biomimetic Lattice Structures for Energy Absorption and Deformation: A Bibliometric Analysis (2020-2025)

MDPI

BIOMIMETICS

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Biomimetic lattice structures, inspired by natural architectures such as bone, coral, mollusk shells, and Euplectella aspergillum, have gained increasing attention for their exceptional strength-to-weight ratios, energy absorption, and deformation control. These properties make them ideal for advanced engineering applications in aerospace, biomedical devices, and structural impact protection. This study presents a comprehensive bibliometric analysis of global research on biomimetic lattice structures published between 2020 and 2025, aiming to identify thematic trends, collaboration patterns, and underexplored areas. A curated dataset of 3685 publications was extracted from databases like PubMed, Dimensions, Scopus, IEEE, Google Scholar, and Science Direct and merged together. After the removal of duplication and cleaning, about 2226 full research articles selected for the bibliometric analysis excluding review works, conference papers, book chapters, and notes using Cite space, VOS viewer version 1.6.20, and Bibliometrix R packages (4.5. 64-bit) for mapping co-authorship networks, institutional affiliations, keyword co-occurrence, and citation relationships. A significant increase in the number of publications was found over the past year, reflecting growing interest in this area. The results identify China as the most prolific contributor, with substantial institutional support and active collaboration networks, especially with European research groups. Key research focuses include additive manufacturing, finite element modeling, machine learning-based design optimization, and the performance evaluation of bioinspired geometries. Notably, the integration of artificial intelligence into structural modeling is accelerating a shift toward data-driven design frameworks. However, gaps remain in geometric modeling standardization, fatigue behavior analysis, and the real-world validation of lattice structures under complex loading conditions. This study provides a strategic overview of current research directions and offers guidance for future interdisciplinary exploration. The insights are intended to support researchers and practitioners in advancing next-generation biomimetic materials with superior mechanical performance and application-specific adaptability.Las estructuras reticulares biomiméticas, inspiradas en arquitecturas naturales como el hueso, el coral, las conchas de moluscos y Euplectella aspergillum, han captado cada vez más atención por sus excepcionales relaciones resistencia-peso, absorción de energía y control de la deformación. Estas propiedades las hacen ideales para aplicaciones de ingeniería avanzada en el sector aeroespacial, dispositivos biomédicos y protección estructural contra impactos. Este estudio presenta un análisis bibliométrico exhaustivo de la investigación global sobre estructuras reticulares biomiméticas publicada entre 2020 y 2025, con el objetivo de identificar tendencias temáticas, patrones de colaboración y áreas poco exploradas. Se extrajo un conjunto de datos curado de 3685 publicaciones de bases de datos como PubMed, Dimensions, Scopus, IEEE, Google Scholar y Science Direct, y se fusionaron. Tras eliminar duplicados y realizar una limpieza, se seleccionaron aproximadamente 2226 artículos de investigación completos para el análisis bibliométrico, excluyendo trabajos de revisión, ponencias de congresos, capítulos de libros y notas, utilizando Citespace, VOS viewer versión 1.6.20 y los paquetes Bibliometrix R (4.5. 64 bits) para mapear redes de coautoría, afiliaciones institucionales, coocurrencia de palabras clave y relaciones de citación. Se observó un aumento significativo en el número de publicaciones durante el último año, lo que refleja un creciente interés en esta área. Los resultados identifican a China como el contribuyente más prolífico, con un importante apoyo institucional y redes de colaboración activas, especialmente con grupos de investigación europeos. Los principales enfoques de investigación incluyen la fabricación aditiva, el modelado de elementos finitos, la optimización del diseño basada en aprendizaje automático y la evaluación del rendimiento de geometrías bioinspiradas. Cabe destacar que la integración de la inteligencia artificial en el modelado estructural está acelerando la transición hacia marcos de diseño basados ​​en datos. Sin embargo, persisten deficiencias en la estandarización del modelado geométrico, el análisis del comportamiento a la fatiga y la validación en condiciones reales de estructuras reticulares bajo cargas complejas. Este estudio ofrece una visión estratégica de las líneas de investigación actuales y proporciona orientación para futuras exploraciones interdisciplinarias. El objetivo es apoyar a investigadores y profesionales en el desarrollo de materiales biomiméticos de última generación con un rendimiento mecánico superior y una adaptabilidad específica para cada aplicación.

artículo original

biomimetic lattices

lattice structures

structural optimization

lattice mechanics

energy absorption

computational modeling

smart materials

10.3390/biomimetics10070477

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FATIGUE BEHAVIOR

DESIGN

PREDICTION

MODEL

FATIGUE BEHAVIOR

DESIGN

PREDICTION

MODEL

Ingeniería de los Materiales

Ingeniería Mecánica

Biomateriales (Relacionados con implantes médicos, dispositivos y Sensores)

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WOS:001535401300001

Global Research Trends in Biomimetic Lattice Structures for Energy Absorption and Deformation: A Bibliometric Analysis (2020-2025)

artículo original

MDPI

BIOMIMETICS

Engineering, Multidisciplinary

Materials Science, Biomaterials

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