Savā pētījumā zinātnieki atklāja, ka sūkļa diagonālās pastiprināšanas stratēģija nodrošina
"Daudzās jomās, piemēram, kosmosātehnika, spēka un svara attiecība ir kritiska, ”piebilst Džeimss Vēvers, SEAS vecākais zinātnieks un darba līdzautors. "Šī bioloģijas iedvesmotā ģeometrija varētu sniegt ceļvedi vieglāku, spēcīgāku struktūru izstrādei plašam lietojumu klāstam."
Dziļjūras sūklis Euplectella aspergillum skelets. Kredīts: video materiāli ar Hārvardas mācību laboratorijas pieklājību.
Ja esat kādreiz gājis pāri segtam tiltamvai saliekot metāla plauktu lietu uzglabāšanai, jūs esat redzējis režģa diagonālo arhitektūru. Šāda veida konstrukcijā tiek izmantotas daudzas mazas, cieši izvietotas diagonālās sijas, lai vienmērīgi sadalītu pielietotās slodzes. Šo ģeometriju 1800. gadu sākumā patentēja arhitekts un būvinženieris Ithiel Town, kurš vēlējās izveidot spēcīgus tiltus no viegliem un lētiem materiāliem.
Pilsēta ir izstrādājusi vienkāršuun ekonomisks veids kvadrātveida režģu konstrukciju stabilizēšanai, kas tiek izmantots arī mūsdienās. Ar to tiek paveikts darbs, taču tas nav optimāls, kā rezultātā tiek izšķērdēts vai izšķērdēts materiāls un ierobežots ēkas augstums. "Viens no galvenajiem jautājumiem, kas virzīja šo pētījumu, bija tas, vai mēs varētu padarīt šīs struktūras efektīvākas materiālu izplatīšanas ziņā. galu galā izmantojot mazāk materiālu, lai sasniegtu tādu pašu izturību? ”skaidro Fernandess.
Stikla sūkļi, grupa, kurai tā piederEuplectella aspergillum, kas pazīstams arī kā Venēras ziedu grozs, pētniecībā un attīstībā bija gandrīz pusmiljards gadu. Lai atbalstītu cauruļveida korpusu, Euplectella aspergillum izmanto divus paralēlu skeleta balstu komplektus, kas krustojas un saplūst ar pamatā esošo kvadrātveida sietu, veidojot izturīgu šaha paneļa rakstu.
Salikta renderēšana, kas iet nostikla sūkļa stiklojums pa kreisi uz metināto stiegrojuma režģi labajā pusē, uzsverot pētījuma bioloģisko raksturu. Kredīts: Image Pieklājīgi no Peter Allen, Ryan Allen un James K. Weaver / Harvard
"Mēs esam pētījuši attiecības starp struktūru un funkciju sūkļa skeleta sistēmās vairāk nekā 20 gadus, un šīs sugas mūs turpina pārsteigt," uzsver Vēvers.
Simulāciju un eksperimentu laikāpētnieki atkārtoja dizainu un salīdzināja sūkļa skeleta arhitektūru ar esošo režģa ģeometriju. Sūkļa dizains ir pārspējis tos visus, izturot lielākas slodzes. Pētnieki parādīja, ka pārī savienotā, paralēlā, šķērsdiagonālā struktūra uzlaboja vispārējo konstrukcijas izturību par vairāk nekā 20 procentiem, bez nepieciešamības pievienot papildu materiālu, lai panāktu šo efektu.
Lasīt arī
Ekosistēmu laikmetā: kā IT giganti pārvēršas par mūsu ikdienas saskarnēm
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno
GitHub ir aizstājis terminu "master" ar neitrālu ekvivalentu