В своето изследване учените установиха, че стратегията за диагонално укрепване на гъбата осигурява
„В много области, като космонавтикататехника, съотношението сила-тегло е от решаващо значение “, добавя Джеймс Уивър, старши учен в SEAS и съавтор. „Тази геометрия, вдъхновена от биологията, би могла да осигури пътна карта за разработването на по-леки и здрави конструкции за широк спектър от приложения.“
Скелет от Euplectella aspergillum, дълбока морска гъба. Кредит: Видео предоставено от Харвардската учебна лаборатория.
Ако някога сте минавали през покрит мостили сглобявайки метален рафт за съхранение на неща, виждали сте диагонална архитектура на мрежата. Този тип дизайн използва много малки, близко разположени диагонални греди за равномерно разпределение на приложените товари. Тази геометрия е патентована в началото на 1800 г. от архитекта и строителен инженер Ithiel Town, който иска да създаде здрави мостове от леки и евтини материали.
Градът е разработен прости икономичен начин за стабилизиране на квадратни решетъчни структури, който се използва и днес. Той върши работата, но не е оптимален, което води до похабен или похабен материал и ограничена височина на сградата. „Един от основните въпроси, движещи това изследване, беше дали можем да направим тези структури по-ефективни по отношение на разпределението на материалите. в крайна сметка използвайки по-малко материал за постигане на същата здравина?“, обяснява Фернандес.
Стъклени гъби, група, към която принадлежиEuplectella aspergillum, известна още като Цветната кошница на Венера, имаше старт от близо половин милиард години в научноизследователска и развойна дейност. За да поддържа тръбното си тяло, Euplectella aspergillum използва два комплекта успоредни диагонални скелетни подпори, които се пресичат и сливат с подлежащата квадратна мрежа, за да образуват траен шахматен шаблон.
Композитно изобразяване, което идва отостъкляване от стъклена гъба отляво до заварената армировъчна решетка отдясно, подчертавайки биологичния характер на изследването. Кредит: С любезното съдействие на Питър Алън, Райън Алън и Джеймс К. Уивър / Харвард
„Ние изучаваме връзките между структурата и функцията на гъбените скелетни системи повече от 20 години и тези видове продължават да ни изумяват“, подчертава Уивър.
По време на симулации и експериментиизследователите повториха дизайна и сравниха скелетната архитектура на гъбата със съществуващата геометрия на решетката. Дизайнът на гъбата е надминал всички, издържайки на по-големи натоварвания. Изследователите показаха, че сдвоената, паралелна, напречна диагонална структура подобрява общата структурна здравина с повече от 20 процента, без да е необходим допълнителен материал за постигане на този ефект.
Прочетете също
В ерата на екосистемите: как ИТ гигантите се превръщат в интерфейси на нашето ежедневие
Ледникът на Страшния съд се оказа по-опасен, отколкото учените смятаха. Казваме основното
GitHub замени термина "master" с неутрален еквивалент