Tutkimuksessaan tutkijat havaitsivat, että sienen diagonaalinen vahvistusstrategia tarjoaa
”Monilla alueilla, kuten ilmailuteollisuudessatekniikka, lujuus-painosuhde on kriittinen ”, lisää James Weaver, SEAS: n erikoistutkija ja toinen kirjoittaja. "Tämä biologian innoittama geometria voi tarjota etenemissuunnitelman kevyempien, vahvempien rakenteiden kehittämiseksi monenlaisiin sovelluksiin."
Luuranko Euplectella aspergillum, syvänmeren sieni. Luotto: Video Harvardin opetuslaboratoriosta.
Jos olet koskaan kävellyt katetun sillan ylitai laitat yhteen metallihyllyn tavaroiden varastointiin, olet nähnyt diagonaalisen ruudukon arkkitehtuurin. Tämän tyyppinen muotoilu käyttää monia pieniä, läheisiä diagonaalipalkkeja levittää tasaisesti kohdistetut kuormat. Tämän geometrian patentoi 1800-luvun alussa arkkitehti ja rakennusinsinööri Ithiel Town, joka halusi luoda vahvat sillat kevyistä ja halvoista materiaaleista.
Kaupunki kehitti yksinkertaisen ja kustannustehokkaan tavan vakauttaa neliömäiset ristikkorakenteet, joita käytetään edelleen .Se tekee työnsä, mutta se ei ole optimaalinen, mikä johtaa tuhlaukseen tai liialliseen materiaalin kulutukseen ja rajoittaa rakenteen korkeutta."Yksi tärkeimmistä kysymyksistä, joihin tämä tutkimus perustui, oli , voisimmeko tehdä näistä rakenteista tehokkaampia materiaalin jakelun kannalta ., jolloin käytetään vähemmän materiaalia saman lujuuden saavuttamiseksi?" — selittääFernandez.
Lasisienet, ryhmä, johon se kuuluuEuplectella aspergillum, joka tunnetaan myös nimellä Venuksen kukkakori, aloitti lähes puoli miljardia vuotta tutkimuksessa ja kehityksessä. Tukeakseen putkimaisen rungonsa Euplectella aspergillum käyttää kahta rinnakkaista lävistäjäluettelon tukijalkaa, jotka leikkaavat ja sulautuvat alla olevan neliösilmän kanssa muodostaakseen kestävän ruutulautakuvion.
Komposiittirenderöinti, joka alkaalasinen sienilasitus vasemmalla hitsatulle vahvistusritilälle oikealla korostaen tutkimuksen biologista luonnetta. Luotto: Kuva: Peter Allen, Ryan Allen ja James K.Weaver / Harvard
"Olemme tutkineet rakenteen ja toiminnan suhdetta sienen luustojärjestelmissä yli 20 vuoden ajan, ja nämä lajit hämmästyttävät meitä edelleen", Weaver korostaa.
Simulaatioiden ja kokeiden aikanatutkijat toistivat suunnittelun ja vertailivat sienen luurakennetta olemassa olevaan hilageometriaan. Sienen muotoilu on ylittänyt ne kaikki, kestää suurempia kuormia. Tutkijat osoittivat, että pariksi kytketty, yhdensuuntainen, poikittaissuuntainen rakenne paransi rakenteellista kokonaislujuutta yli 20 prosenttia ilman tarvetta lisätä ylimääräistä materiaalia tämän vaikutuksen saavuttamiseksi.
Lue myös
Ekosysteemien aikakaudella: kuinka IT-jättiläiset muuttuvat jokapäiväisen elämämme rajapinnoiksi
Tuomiopäivän jäätikkö osoittautui vaarallisemmaksi kuin tutkijat ajattelivat. Kerromme pääasia
GitHub on korvannut termin "päällikkö" neutraalilla vastaavalla