ในการศึกษาของพวกเขานักวิจัยพบว่า กลยุทธ์การเสริมแรงในแนวทแยงมุมของฟองน้ําให้
“ ในหลาย ๆ ด้านเช่นการบินและอวกาศเทคนิคอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ” James Weaver นักวิทยาศาสตร์อาวุโส SEAS และผู้เขียนร่วมกล่าวเสริม "รูปทรงเรขาคณิตที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีววิทยานี้สามารถเป็นแนวทางในการพัฒนาโครงสร้างที่เบาและแข็งแรงขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย"
โครงกระดูกของ Euplectella aspergillum ฟองน้ำทะเลน้ำลึก เครดิต: วิดีโอได้รับความอนุเคราะห์จาก Harvard Teaching Lab
หากคุณเคยเดินข้ามสะพานที่มีหลังคาคลุมหรือวางชั้นโลหะสำหรับจัดเก็บสิ่งของต่างๆคุณเคยเห็นสถาปัตยกรรมตารางแนวทแยง การออกแบบประเภทนี้ใช้คานแนวทแยงมุมขนาดเล็กจำนวนมากเพื่อกระจายน้ำหนักบรรทุกที่ใช้อย่างเท่าเทียมกัน รูปทรงเรขาคณิตนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในช่วงต้นปี 1800 โดยสถาปนิกและวิศวกรโยธา Ithiel Town ซึ่งต้องการสร้างสะพานที่แข็งแรงจากวัสดุน้ำหนักเบาและราคาถูก
ทาวน์ได้พัฒนาวิธีที่ง่ายและ คุ้มค่าในการรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างตาข่ายสี่เหลี่ยมที่ยังคง ใช้อยู่ในปัจจุบันมัน ทํางานได้ แต่ ไม่เหมาะสม ซึ่งนําไปสู่ ของเสียหรือการใช้วัสดุมากเกินไปและ จํากัด ความสูงของโครงสร้าง"หนึ่งในคําถามหลักที่การศึกษา นี้ใช้คือ เราสามารถ ทําให้โครงสร้างเหล่านี้มีประสิทธิภาพ มากขึ้นในแง่ของ การกระจายวัสดุหรือไม่ ลงเอยด้วยการใช้วัสดุน้อยลงเพื่อให้ได้ ความแข็งแรงเท่ากัน?" — อธิบายเฟอร์นันเดซ.
ฟองน้ำแก้วกลุ่มที่อยู่Euplectella aspergillum หรือที่เรียกว่ากระเช้าดอกไม้ของวีนัสมีจุดเริ่มต้นในการวิจัยและพัฒนามาเกือบครึ่งพันล้านปี เพื่อรองรับร่างกายที่เป็นท่อ Euplectella aspergillum ใช้โครงกระดูกแนวทแยงมุมสองชุดที่ตัดกันและผสานเข้ากับตาข่ายสี่เหลี่ยมที่อยู่ข้างใต้เพื่อสร้างลวดลายกระดานหมากรุกที่ทนทาน
การเรนเดอร์คอมโพสิตที่มาจากกระจกฟองน้ำเคลือบด้านซ้ายไปยังตะแกรงเหล็กเสริมด้านขวาโดยเน้นถึงลักษณะทางชีววิทยาของการศึกษา เครดิต: รูปภาพได้รับความอนุเคราะห์จาก Peter Allen, Ryan Allen และ James K. Weaver / Harvard
“ เราได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและหน้าที่ในระบบโครงกระดูกฟองน้ำมานานกว่า 20 ปีและสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ยังคงทำให้เราประหลาดใจ” Weaver เน้นย้ำ
ระหว่างการจำลองและการทดลองนักวิจัยได้จำลองการออกแบบและเปรียบเทียบโครงสร้างโครงร่างของฟองน้ำกับรูปทรงตาข่ายที่มีอยู่ การออกแบบของฟองน้ำนั้นเหนือกว่าพวกเขาทั้งหมดโดยทนต่อน้ำหนักที่มาก นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างแบบคู่ขนานและขวางช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างโดยรวมได้มากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มวัสดุเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ผลดังกล่าว
อ่านยัง
ในยุคของระบบนิเวศ: ยักษ์ใหญ่ด้านไอทีเปลี่ยนมาเป็นส่วนต่อประสานในชีวิตประจำวันของเราได้อย่างไร
ธารน้ำแข็ง Doomsday กลายเป็นอันตรายมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด เราบอกสิ่งสำคัญ
GitHub ได้แทนที่คำว่า "master" ด้วยความเป็นกลาง