Sciencemag.cz
Doporučujeme
Za pevnost lidských kostí může především houbovitá struktura kostních trámečků připomínající nosné struktury budov – kombinace svislých sloupů a jejich vodorovných spojení (nosníků). Jsou to přitom právě vodorovná spojení, která se (zjednodušeně řečeno) u kostí opotřebovávají dříve a jejich oslabení pak způsobuje, že se starším lidem kosti snáze lámou.
Výzkumníci se domnívají, že bychom se z architektury kostí mohli poučit i při 3D tisku a vytvářet objekty, které budou pevnější a trvanlivější – ať už půjde o stavby nebo součástky letadel či jiných strojů. Optimalizace výplně umožní kompromis mezi pevností, trvanlivostí a váhou materiálu. Podle výsledků provedených simulací i reálných testů zvýšení hustoty výplně a tím i hmotnosti o 30 % může trvanlivost vytištěné struktury zvýšit až 100krát.
Aktuálně stavby vytvářené 3D tiskem z materiálů typu cementu bývají sice oproti klasických budovám mnohem levnější a dají se vybudovat rychleji, postrádají ale odolnost/životnost klasických domů. Výzkumníci z Cornell University, Purdue University a Case Western Reserve University proto navrhli nový přístup spočívající ve větším využití vodorovných spojníků a inspirací biologickými strukturami.
Ashley M. Torres et al, Bone-inspired microarchitectures achieve enhanced fatigue life, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1905814116
Zdroj: Purdue University/Phys.org
