Ученые вдохновились морской губкой и создали сверхпрочный материал
Инженеры Университета RMIT вдохновились конструкцией морской губки, в результате чего создали новый материал, отличающийся сверхпрочностью и жесткостью. По словам разработчиков, такой материал можно будет использовать для улучшения архитектуры и прочности зданий. За основу ученые взяли сложный скелет тихоокеанской глубоководной губки или “цветочной корзины Венеры”, чтобы создать дизайн двойной решетки.
Доктор Цзямин Ма, являющийся ведущим автором исследования RMIT, поделился, что в результате разных видов тестирования были вывялены жесткость и прочность конструкции, которые при этом могут сжиматься при надавливании. Последняя функция также называется ауксетическим поведением. И если большинство материалов в процессе растяжения становятся тоньше, а после сжатия толще, то ауксетики ведут себя с точностью до наоборот. Это позволяет им эффективно поглощать и и распределять энергию удара. В этом и есть основная польза материала.
В природе существуют натуральные ауксетики - кожа кошачья и сухожилия. А для изготовления сердечных и сосудистых стентов применяются синтетические материалы. Их функция заключается в расширении и сжатии при необходимости. Однако все существующие аналоги не имеют такой жесткости и способности поглощать энергию. Команда инженеров разработала конструкцию двойной решетки с учетом имеющих в аналогах недостатков.
По словам доктора Цзямин Ма, каждая решетка сама по себе имеет стандартные свойства деформации. Но если объединить между собой несколько решеток, как в природной губке, то конструкция способна самостоятельно регулировать и сохранять форму.
Доктор Нгок Сан Ха считает, что новый материал, созданный на основе биоинспирации, может впоследствии широко использоваться для постройки экологически безопасных зданий следующего поколения. Биоинспирированная решетчатая структура может выполнять роль стального каркаса здания, став достойной заменой привычного бетона и стали. Также такая структура будет востребована для создания легкого спортивного защитного снаряжения, пуленепробиваемых жилетов или медицинских имплантатов.
Источник https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822324009632.
