Инженеры позаимствуют идеи у природы, чтобы создать новый материал
С помощью науки под названием бионика ученые, изучив творения природы, учатся создавать материалы с различными свойствами, которые до сих пор невозможно было произвести.
Одно из первых строений, созданное с использованием технологий окружающей среды, было построено еще в прошлом веке. В основе конструкции Эйфелевой башни была структура берцовой кости человека. Благодаря этому, конструкция башни стала легкой и очень прочной. Но на данный момент ученые пошли дальше, используя для исследований беспозвоночные организмы, которым по своей природе пришлось приспосабливаться к условиям существования.
Одним из ярких представителей класса беспозвоночных, обитающих в море, является шестилучевая губка под названием Корзинка Венеры. Экзоскелет этих губок выглядит как цилиндр с ажурной структурой из перекрученных волокон кремния диоксида, который является обычным стеклом. Эти волокна идентичны оптоволоконным нитям, использующимся в кабелях, для передачи данных. Разница состоит только в том, что промышленные волокна производятся при температуре намного выше 1000 градусов по Цельсию, а Корзинка Венеры создает нити при температуре не намного выше нуля.
Это первое свойство, которое ученые взяли себе на заметку и пытаются воссоздать, но самое основное - это система крепления существа. Корзинка Венеры крепится ко дну с помощью тонких нитей из стекла, толщина которых очень редко достигает толщины человеческого волоса.
Весь секрет прочности данных нитей находится в их структуре, которая состоит из сердцевины, окруженной несколькими десятками слоев. Слои и сердцевина состоят из диоксида кремния. Эта структура, напоминающая дерево, биологам не показалась необычной, но инженер из Брауновского университета Кераси взглянул на нее с другой стороны.
Он заметил, что толщина слоев меняется пропорционально их отдалению от сердцевины. Чем дальше слой, тем он тоньше. Чтобы проверить данное строение нитей, исследователь Ханешу создал модель, на которой можно было увидеть распределение сил на материал волокна. После расчета прочности материала с такой структурой, ученные заявили, что данное строение является идеальным для материалов, от которых требуется высокая прочность и минимальный размер.
Одним из ярких представителей класса беспозвоночных, обитающих в море, является шестилучевая губка под названием Корзинка Венеры. Экзоскелет этих губок выглядит как цилиндр с ажурной структурой из перекрученных волокон кремния диоксида, который является обычным стеклом. Эти волокна идентичны оптоволоконным нитям, использующимся в кабелях, для передачи данных. Разница состоит только в том, что промышленные волокна производятся при температуре намного выше 1000 градусов по Цельсию, а Корзинка Венеры создает нити при температуре не намного выше нуля.
Это первое свойство, которое ученые взяли себе на заметку и пытаются воссоздать, но самое основное - это система крепления существа. Корзинка Венеры крепится ко дну с помощью тонких нитей из стекла, толщина которых очень редко достигает толщины человеческого волоса.
Весь секрет прочности данных нитей находится в их структуре, которая состоит из сердцевины, окруженной несколькими десятками слоев. Слои и сердцевина состоят из диоксида кремния. Эта структура, напоминающая дерево, биологам не показалась необычной, но инженер из Брауновского университета Кераси взглянул на нее с другой стороны.
Он заметил, что толщина слоев меняется пропорционально их отдалению от сердцевины. Чем дальше слой, тем он тоньше. Чтобы проверить данное строение нитей, исследователь Ханешу создал модель, на которой можно было увидеть распределение сил на материал волокна. После расчета прочности материала с такой структурой, ученные заявили, что данное строение является идеальным для материалов, от которых требуется высокая прочность и минимальный размер.