骨骼結構機密啓發新型堅固輕盈材料

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【大紀元2019年12月02日訊】(大紀元記者李少維編譯)人們以為骨骼縱向的板狀結構為骨骼的堅固性提供重要支撐,美國康奈爾大學(Cornell University)一項研究發現,人體骨骼中一些以前以為是裝飾作用的橫向結構對骨骼的耐受程度起到重要的作用。

研究負責人埃爾南德斯( Christopher J. Hernandez)說:「理解材料疲勞度的最佳比喻就是汽車的配件,不時會損壞,必需到店裡維修。為什麼會損壞?它們顯然是很堅固的,只是經過數月、數年的使用,經過千萬次的衝擊,它終於損壞了。這就是我們都知道的材料耐用度的原理,但是之前沒有人對骨骼的耐用度進行過研究。」

骨骼縱向的板狀結構決定其強度,人們從未注意過骨骼中的一些橫向竿狀結構,還以為它們只是擺設。這份研究三維打印出這些橫向結構進行耐用度實驗,發現這些竿狀結構的粗細程度可將材料的耐用度提升百倍。

埃爾南德斯希望這份研究的成果可以啓發造出更堅固、輕盈的材料,將適用於任何設備,對航空業尤為重要,機翼就需要耐受力相當高、又極其輕巧的材料。

「每一陣風都對機翼材料造成衝擊,因此在一趟行程中,機翼就要經受數千次衝擊磨損。這份研究發現的結構上的數學機制,有助於設計耐受度和強度達到最佳平衡的材料。」

這份研究11月發表在美國國家科學院院刊PNAS上。◇

責任編輯:朱涵儒

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