模仿人骨奇妙微觀結構 科學家研製超強鋼材

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【大紀元2017年03月10日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)科學家正在模仿人骨骼的微觀構造,研製一種新型鋼,希望獲得更強大的建築材料。這種鋼材不僅抗力大增,而且有類似人體自動修復小裂縫的性能。

據科技網站《The Verge》3月9日報導,人的骨骼結構非常堅固而且重量輕。微觀下,骨骼之中除了有豐富的血管和神經,還有層層像混凝土鋼板一樣的結構。解剖學上,這些層板結構被稱為「骨層板」。

這些骨層板的排列非常錯落有致,相鄰兩層大致成90度角排列,幾層或十幾層的骨層板圍成同心圓狀,骨層板之中為骨細胞。這些細胞對骨層板的厚薄和排列起到調節作用。正是因為這種骨層板及其中的細胞、血管和神經的美妙組合,骨骼才具有重量輕、抗力大、「堅固耐用」的特點。

顯微鏡下所見的骨的結構。(維基百科)
顯微鏡下所見的骨的結構。(維基百科)

因此,人體骨骼的絕妙結構為科學家帶來靈感。他們設法將建築所需的鋼鐵材料也仿照骨板的排列特點,分層組合在一起,這樣製造出來的新型結構鋼材具有更大的彈性。

而且其中的各層鋼結構起到互相協調和補充的作用,因此即使某處出現裂痕,也只局限在原始部位,而不會擴大面積,鋼材會更堅固耐用,不易碎裂。

報導說,研究人員對這種新型鋼材與其他類型鋼進行了比較,發現它抵抗微裂紋的能力最強。也就是說,一般鋼材在重複使用時容易形成很微小的裂紋,之後造成安全隱患,而這種人骨仿生新型鋼材不容易形成微小裂紋。

研究人員表示,這種具有人骨骼特點的鋼材料單價會比普通鋼更昂貴,但是對整體建築來講會節省很多成本。

但是,研究人員尚需更多方面的試驗測試,才能最後確定其商業成品的情況。#

責任編輯:明書閣

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