Ve své studii vědci zjistili, že strategie diagonálního vyztužení houby poskytuje
"V mnoha oblastech, například v letectví."technika, poměr síly k hmotnosti je zásadní, “dodává James Weaver, hlavní vědecký pracovník a spoluautor SEAS. „Tato biologie inspirovaná geometrie by mohla poskytnout cestovní mapu pro vývoj lehčích a silnějších struktur pro širokou škálu aplikací.“
Kostra Euplectella aspergillum, hlubinná houba. Zápočet: Video poskytlo Harvard Learning Lab.
Pokud jste někdy šli přes krytý mostnebo sestavení kovové police pro uložení věcí, viděli jste diagonální mřížkovou architekturu. Tento typ konstrukce používá mnoho malých, těsně rozmístěných diagonálních nosníků k rovnoměrnému rozložení aplikovaného zatížení. Tato geometrie byla patentována počátkem 19. století architektem a stavebním inženýrem Ithielem Townem, který chtěl vytvořit silné mosty z lehkých a levných materiálů.
Město vyvinulo jednoduchý a nákladově efektivní způsob stabilizace čtvercových příhradových konstrukcí, který se používá dodnes .Dělá svou práci, ale není optimální, což vede k plýtvání nebo nadměrné spotřebě materiálu a omezuje výšku konstrukce."Jednou z hlavních otázek, na které byla tato studie založena, bylo , zda bychom mohli tyto struktury zefektivnit z hlediska distribuce materiálu., což nakonec spotřebuje méně materiálu k dosažení stejné pevnosti?" — vysvětlujeFernandez.
Skleněné houby, skupina, do které patříEuplectella aspergillum, známá také jako Venuše v květu, měla ve výzkumu a vývoji náskok téměř půl miliardy let. Pro podporu svého trubkovitého těla používá Euplectella aspergillum dvě sady rovnoběžných diagonálních kosterních vzpěr, které se protínají a spojují se spodní čtvercovou síťovinou a vytvářejí odolný šachovnicový vzor.
Kompozitní vykreslování, které vychází zskleněné houbové prosklení vlevo k svařované výztužné mřížce vpravo, což zdůrazňuje biologickou povahu studie. Uznání: Image s laskavým svolením Petera Allena, Ryana Allena a Jamese K. Weavera / Harvard
"Studujeme vztahy mezi strukturou a funkcí v kosterních systémech houby již více než 20 let a tyto druhy nás stále udivují," zdůrazňuje Weaver.
Během simulací a experimentůvědci replikovali design a porovnali kosterní architekturu houby se stávající geometrií mřížky. Konstrukce houby je všechny překonala a vydržela větší zatížení. Vědci prokázali, že spárovaná paralelní křížová struktura zlepšila celkovou pevnost konstrukce o více než 20 procent, aniž by bylo nutné k dosažení tohoto efektu přidat další materiál.
Přečtěte si také
V éře ekosystémů: jak se obři IT mění v rozhraní našeho každodenního života
Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc
GitHub nahradil termín „master“ neutrálním ekvivalentem