materiały architektoniczne

Oto nowo opracowane materiały architektoniczne. Inspiruje je natura

Natura dostarcza naszym naukowcom całej masy przykładów tego, jak podejść do niektórych kwestii i ci nie mają zamiaru z tego nie korzystać. Określa się to mianem biomimikry, czyli naśladowania w laboratoriach tego, co w ciągu ewolucji wytworzyła natura. Kolejnym tego przykładem jest materiał inspirowany naturalnie występującymi tworami, który opracowali naukowcy z Princeton University i Georgia Tech. Ci twierdzą, że stworzyli trak zwane materiały architektoniczne.

Naukowcy opracowali materiały architektoniczne, które swoją unikalność zawdzięczają mikrostrukturom bazującym na naturalnych tworach

Te nowe materiały zawdzięczają swoje możliwości mikrostrukturom spinodalnym. Te sprowadzają się do sieci mikroskopijnych otworów, które są wzorowane na różnych rodzajach porów występujących w materiałach naturalnych pokroju kości, rogów i drewna. Przybierają różne kształty i przypominają kolumny, diamenty lub kule, dzięki którym uzyskują optymalną wydajność. Co najważniejsze, orientację, wielkość i kształt porów w strukturach można precyzyjnie dostosować w celu np. zapewnienia sztywności w określonych kierunkach lub kontrolowania gęstości i ciężaru materiału.

Czytaj też: Algorytm wykrywa obiekty bez pomocy człowieka. Dzięki niemu maszyny zobaczą świat

Naukowcy twierdzą, że potencjał tych tworów, które nazywają materiałami architektonicznymi, tkwi w sposobie, w jaki płynnie przechodzą pomiędzy różnymi typami mikrostruktur w jednym obiekcie. Dzięki temu są mniej podatne na występowanie słabych punktów, a jednocześnie można precyzyjnie dostroić ich sztywność i inne właściwości.

Czytaj też: Takiego miniorganu jeszcze nie było. Innowacyjna replika serca miniPUMP

Naukowcy zademonstrowali potencjał tych materiałów, projektując i drukując w 3D prototypowy implant twarzy z żywicy fotopolimerowej. Jego pory, zgodnie ze wspomnianym odkryciem, zostały starannie ukształtowane na wzór kolumn, dzięki czemu był wystarczająco sztywny i wytrzymywał siły generowane podczas żucia, a jego otwory miały rozmiary sprzyjające wzrostowi i gojeniu się kości poprzez ułatwianie przepływu płynów ustrojowych.

Czytaj też: Fuzja jądrowa doczeka się przyspieszonego rozwoju. To zasługa rozwiązanej niedawno zagadki

To tylko jeden przykład wykorzystania tego nowego rodzaju materiałów, zawdzięczającym swoją wyjątkowość lekkości i licznymi maleńkimi otworami, dzięki którym mogą znaleźć zastosowanie w implantach chirurgicznych, a nawet przemyśle, gdzie zapewniają wysoki stopień sztywności w miejscach narażonych na naprężenia. Te nowo opracowane mikrostruktury spinodalne posłużyły naukowcom również jako podstawa do stworzenia mocnej i lekkiej wersji wspornika silnika odrzutowego, który utrzymuje silnik na miejscu w samolocie.