Στη μελέτη τους, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η στρατηγική διαγώνιας ενίσχυσης του σφουγγαριού παρέχει
«Σε πολλές περιοχές, όπως η αεροδιαστημικήτεχνική, η αναλογία δύναμης προς βάρος είναι κρίσιμη », προσθέτει ο James Weaver, SEAS Senior Scientist και συν-συγγραφέας της εργασίας. "Αυτή η γεωμετρία εμπνευσμένη από τη βιολογία θα μπορούσε να προσφέρει έναν χάρτη πορείας για την ανάπτυξη ελαφρύτερων, ισχυρότερων δομών για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών."
Σκελετός του Euplectella aspergillum, ένα σφουγγάρι βαθέων υδάτων. Πίστωση: Ευγενική προσφορά βίντεο του Harvard Learning Lab.
Εάν έχετε περπατήσει ποτέ σε μια σκεπαστή γέφυραή δημιουργώντας ένα μεταλλικό ράφι για την αποθήκευση πραγμάτων, έχετε δει διαγώνια αρχιτεκτονική πλέγματος. Αυτός ο τύπος σχεδιασμού χρησιμοποιεί πολλές μικρές, στενές διαγώνιες δοκούς για την ομοιόμορφη κατανομή των εφαρμοζόμενων φορτίων. Αυτή η γεωμετρία κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στις αρχές του 1800 από τον αρχιτέκτονα και πολιτικό μηχανικό Ithiel Town, ο οποίος ήθελε να δημιουργήσει ισχυρές γέφυρες από ελαφριά και φθηνά υλικά.
Η πόλη έχει αναπτύξει ένα απλόκαι ένας οικονομικός τρόπος σταθεροποίησης τετράγωνων δικτυωτών δομών, ο οποίος χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα. Πραγματοποιεί τη δουλειά, αλλά δεν είναι βέλτιστο, με αποτέλεσμα σπατάλη ή σπατάλη υλικού και περιορισμένο ύψος κτιρίου. «Ένα από τα βασικά ερωτήματα που οδήγησαν αυτήν την έρευνα ήταν αν θα μπορούσαμε να κάνουμε αυτές τις δομές πιο αποτελεσματικές όσον αφορά τη διανομή υλικού. τελικά χρησιμοποιεί λιγότερο υλικό για να πετύχει την ίδια αντοχή;» εξηγεί ο Fernandez.
Γυάλινα σφουγγάρια, ομάδα στην οποία ανήκειΤο Euplectella aspergillum, επίσης γνωστό ως το καλάθι λουλουδιών της Αφροδίτης, ξεκίνησε σχεδόν το μισό δισεκατομμύριο χρόνια στην έρευνα και την ανάπτυξη. Για να υποστηρίξει το σωληνοειδές σώμα του, το Euplectella aspergillum χρησιμοποιεί δύο σετ παράλληλων διαγώνιων σκελετικών αντηρίδων που τέμνονται και συγχωνεύονται με το υποκείμενο τετράγωνο πλέγμα για να σχηματίσουν ένα ανθεκτικό μοτίβο σκακιέρας.
Σύνθετη απόδοση απόγυάλινο σφουγγάρι υαλοπίνακα στα αριστερά προς τη συγκολλημένη ράβδο στα δεξιά, τονίζοντας τη βιολογική φύση της μελέτης Πίστωση: Η εικόνα προσφέρθηκε από τους Peter Allen, Ryan Allen και James K. Weaver / Harvard
«Μελετάμε τις σχέσεις μεταξύ δομής και λειτουργίας σε σκελετικά συστήματα σφουγγαριών για πάνω από 20 χρόνια, και αυτά τα είδη συνεχίζουν να μας εκπλήσσουν», τονίζει ο Weaver.
Κατά τη διάρκεια προσομοιώσεων και πειραμάτωνοι ερευνητές αναπαράγουν το σχέδιο και συνέκριναν τη σκελετική αρχιτεκτονική του σφουγγαριού με την υπάρχουσα γεωμετρία δικτυωτού πλέγματος. Ο σχεδιασμός του σφουγγαριού έχει ξεπεράσει όλα αυτά, αντέχει βαρύτερα φορτία. Οι ερευνητές έδειξαν ότι η συνδυασμένη, παράλληλη, διαγώνια δομή βελτίωσε τη συνολική δομική αντοχή κατά περισσότερο από 20 τοις εκατό, χωρίς την ανάγκη προσθήκης επιπλέον υλικού για την επίτευξη αυτού του αποτελέσματος.
Διαβάστε επίσης
Στην εποχή των οικοσυστημάτων: πώς οι γίγαντες της πληροφορικής μετατρέπονται σε διεπαφές της καθημερινής μας ζωής
Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα
Το GitHub αντικατέστησε τον όρο "master" με ένα ουδέτερο ισοδύναμο