Морските Раковини Получават Силата Си От Блокиращи Се "Тухли"

{h1}

Тухлената тухлена конструкция на shell вдъхновява по-добри нано-материали.

Раковините са доста трудни бисквитки и сега изследователите може би знаят защо: Перлата, която покрива вътрешността на черупката, е подредена в тухлена конструкция, която прави черупката едновременно здрава и здрава.

Абалонските миди са направени от два слоя, външен крехък слой и здрав вътрешен слой, който е направен от седеф или перла. Ако нещо се пробие през външния слой, морският охлюв вътре все пак ще бъде защитен от перла.

Изненадващо е, че тази естествена броня на перлата е около 95 процента креда. И всеки, който е писал прекалено силно на дъска, знае, че тебеширът е крехък и лесно може да се разруши. Останалите 5 процента от материала се състоят от повече от 30 протеина, които действат като запушалката, която държи креда „тухлите“ заедно.

"Черупките взеха някои много скромни материали, тебешир и протеини и направиха нещо много по-трудно", казва Калпана Кати, инженер по материали в държавния университет в Северна Дакота, който не е участвал в проучването.

Учените по материали "искат да дублират структурата на раковините", каза Кати пред WordsSideKick.com. Откритието може да помогне за вдъхновяване на иновативни материали за използване в космоса и транспортните технологии.

Структурно здрави черупки

Силата и здравината всъщност са две много различни неща в света на материалните науки. Силата е колко от удара може да поеме материал, преди да се счупи, докато здравината е способността на материала да абсорбира такова въздействие, без да се образува пукнатина. Например стъклото и силицият са добри за противопоставяне на огъването, но когато достигнат определена точка, те се разрушават, защото не могат да поемат повече енергия. Стоманата е здрава, така че може да се огъва, без да се разрушава.

Повечето материали включват компромис между тези два имота.

"Това, което прави този естествен материал уникален, е, че той е съставен от сравнително слаби съставки", заяви изследователят Хорацио Еспиноза от Северозападния университет пред WordsSideKick.com. Начинът на структуриране на тези слаби компоненти обаче "води до материал, който превъзхожда отделните си съставки", каза Еспиноза.

Екипът на Espinosa откри, че компонентите на пердето образуват миниатюрна структура, която прилича на тухлена стена. Тухлите се полагат по редуване (кръстовището в един слой е близо до центъра на тухлите над и под него), което спира пукнатините да се размножават, придавайки на материала неговата здравина.

Когато погледнаха по-отблизо, изследователите също откриха, че тази подобна на пачуърк микроструктура също придава сила, защото тухлите са оформени по много особен начин: те са вълнообразни.

Еспиноза и неговият екип забелязаха, че тези тухли "имат присъща вълнообразност на повърхностите си" и в краищата им се размножават, каза Еспиноза. "В резултат на това те са склонни да се блокират, тъй като се плъзгат един към друг, когато се нарушават, разпространявайки щети и разсейвайки енергия върху големи площи."

С други думи, тази вълнообразност дава възможност на перлата да се съпротивлява на огъването, без да нарушава крехкия материал, от който е направена. Когато се приложи сила, която в противен случай би причинила тухлите да се деформират и раздробят, което води до пукнатина, блокирането на вълнообразните тухли разнася енергията.

Първи в нови материали

Изследователите взеха това, което научиха за фантастичните тухлени зимници и изградиха моделен материал, който има същия вълнообразен тухлен ефект. Този вид материални структури биха могли да бъдат използвани в новата вълна от „наноматериали“, чиято технология е бърка, като въглеродни нанотръби и графенови подсилвания, използвани в наномащабни структури.

„Искаме материали, които са много здрави, много жилави и много твърди“, заяви пред WordsSideKick.com водещият изследовател Пабло Заваттиери от университета Пърдю. „Тъй като намираме по-взискателни приложения, имаме нужда от материали, които се представят по различни начини.“

Такива материали се разглеждат за приложения в космоса, леки, но силни самолетни доспехи, употреби при транспортиране или изграждане на леки мостове и дори като материал за издръжливи батерии, които могат да се удвоят като конструктивни компоненти - например пластмасата обвива вашия лаптоп може да се удвои като неговия източник на енергия. Все пак Zavattieri признава, че подобни приложения са далеч в бъдещето.

Кати каза, че е необходима още работа, за да се разбере и повтори сложността на перката. „Органичното в перлината е коктейл от 30 протеина и ние не знаем структурата на дори един“, каза тя. "Механиката на перкутата е много сложна, много сложна йерархична структура."

Изследването ще бъде публикувано онлайн днес (1 февруари) в списанието Nature Communications.

Можете да следите писателя на WordsSideKick.com Дженифър Уелс в Twitter @microbelover.


Видео Добавка: .




Изследване


Аквариумите Разрушават Ли Биоразнообразието На Кораловите Рифове? (Op-Ed)
Аквариумите Разрушават Ли Биоразнообразието На Кораловите Рифове? (Op-Ed)

„Ушни Камъни“ Разкриват Там, Където Са Живели Младите Рибки
„Ушни Камъни“ Разкриват Там, Където Са Живели Младите Рибки

Наука Новини


Не, Памучните Тампони Не Са Най-Честата Причина За Разкъсване На Тъпанчето
Не, Памучните Тампони Не Са Най-Честата Причина За Разкъсване На Тъпанчето

Използване На Математиката За Разбиране На Пъзела На Човечеството
Използване На Математиката За Разбиране На Пъзела На Човечеството

Изгрява Слънце На Националния Паметник На Органичните Тръби На Кактуса
Изгрява Слънце На Националния Паметник На Органичните Тръби На Кактуса

Защо Магнитното Поле На Земята
Защо Магнитното Поле На Земята

Възрастните Запазват
Възрастните Запазват "Добрите" Бебешки Мазнини


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com