Priroda je vekovima bila izvor inspiracije za inženjere i naučnike, a najnovije istraživanje RMIT univerziteta u Australiji to ponovo potvrđuje. Naučnici su razvili inovativnu dvostruku rešetkastu strukturu, inspirisanu skeletnim sistemom morskih sunđera, koja može značajno poboljšati otpornost građevinskih materijala.
Dvostruka rešetkasta struktura inspirisana sunđerima (levo) je mnogo jača od standardne (desno) (Foto: RMIT)
Skeleti dubokomorskih sunđera, poput vrste poznate kao Venerina cvetna korpa (Euplectella aspergillum), odlikuju se izuzetnom čvrstoćom i otpornošću na deformacije. Njihova lagana, ali kruta rešetkasta konstrukcija omogućava im da izdrže ogromne pritiske u dubinama okeana.
Naučnici sa RMIT-a su proučavali kako se ova jedinstvena struktura ponaša i otkrili da ona poseduje auksetična svojstva - retku karakteristiku materijala koji se skupljaju pod pritiskom umesto da se tanje.
Oglas
Dr Jiaming Ma, vodeći istraživač studije objavljene u časopisu Composite Structures, navodi da ova osobina omogućava materijalima da se bolje nose sa pritiscima i stresom, što ih čini idealnim za upotrebu u građevinarstvu i industriji.
Jači i efikasniji materijali
Kombinovanjem dvostrukih rešetkastih struktura sa istom količinom materijala, istraživački tim je postigao:
- 13 puta veću čvrstoću u poređenju sa postojećim auksetičnim materijalima (poput onih u srčanim stentovima);
- 10% veću sposobnost apsorpcije energije;
- 60% veći opseg naprezanja, što znači da može podneti znatno veća opterećenja pre nego što se polomi.
Istraživači Mike Xie i dr Jiaming Ma sa 3D štampanim modelom (Foto: RMIT)
Kako bi testirali praktičnost svog dizajna, istraživači su pomoću 3D štampe napravili uzorke od termoplastičnog poliuretana (TPU 95A). Sledeći korak u njihovom istraživanju je izrada čeličnih verzija ove strukture, koje će biti korišćene zajedno sa betonom, kako bi se procenilo njihovo ponašanje u realnim građevinskim uslovima.
Primena u građevinarstvu i zaštiti od zemljotresa
Ovaj inovativni dizajn ima ogroman potencijal u građevinskoj industriji. Kako navodi dr Ma, cilj istraživačkog tima je razvijanje održivijih građevinskih materijala koji će smanjiti upotrebu čelika i cementa u konstrukcijama, a pritom zadržati visoke standarde čvrstoće i izdržljivosti.
Osim u građevinarstvu, ovaj materijal može pronaći primenu i u sportskoj zaštitnoj opremi, kao i u medicinskim uređajima koji moraju biti istovremeno lagani i izuzetno jaki.
Još jedan značajan benefit ovog dizajna je otpornost na vibracije, što ga čini potencijalno korisnim u konstrukcijama koje su izložene zemljotresima. Njegova sposobnost apsorpcije energije može smanjiti oštećenja i povećati bezbednost građevina tokom seizmičkih aktivnosti.
