A evolução de vários milhões de anos permitiu que alguns animais marinhos aumentassem as complexas conchas de proteção formadas por várias camadas que trabalham juntas para abolir o estresse físico. Em um novo estudo, os engenheiros encontraram uma maneira de programar para cooperar com esses tipos de elementos em camadas, como a nacre de Segel, ingredientes sintéticos. O novo design de material está pronto para se adaptar à intensidade de colisões com reações de vários estágios, como bandagens vestíveis e pára -choques de carros.
Muitos estudos anteriores se concentram na engenharia oposta para criar uma réplica de materiais naturais, como ossos, penas e madeira, para reproduzir suas reações únicas ao estresse mecânico. Em um novo estudo liderado por Shelley Jang, professor do campeão da Universidade de Illinois de Illinois Urbana, engenharia civil e ambiental e professora de Universidade Técnica na Dinamarca, Ole Sigmund conseguiu responder a distúrbios locais por interrupção local.
A busca de estudos é publicada na revista O progresso da ciênciaO
Jang disse: “Este trabalho nasceu através da discussão com meu professor associado Sigmund, como já podemos alcançar algum comportamento extremo, mas mesmo um limite físico ou um limite mais alto através da programação que está sempre ligada a um limite físico ou superior”, disse Jang. “Conseguiu considerar que tipo de engenharia poderia permitir que parte do material maluco da vida real. Por exemplo, comportamentos extremos de assalto podem ajudar a abolir a energia para coisas como um para -choque de carro”.
Isso é apenas quando a equipe serve com várias camadas para um propósito diferente e como elas podem fornecer um material sintético e usar programação e otimização internas de microescala para controlar a pressão e a tensão mecânicas.
Zhang disse: “Temos a idéia de projetar materiais versáteis, sendo capaz de mostrar cada nível de propriedade e comportamento diferentes”.
No entanto, o partido não parou, a equipe se enfatizou principalmente para incluir a capacidade de camadas individuais de cooperar como um dos níveis individuais.
Jang disse: “Nossa nova estrutura apresenta vários benefícios em comparação com os procedimentos existentes para as reações de estresse não-nálidas”. “Ele aprimora vários níveis de níveis nacionais de nacare com sua interconexão em uma série de configurações, que estendem significativamente o espaço de design em comparação com um trabalho semelhante envolvendo configuração de camada única ou estrutura de malha”.
Durante a mente, a equipe aprendeu algumas lições. A idéia teórica por trás dessa tarefa é ter elementos periódicos infinitos. No entanto, a equipe deve fabricar as unidades finitas e espera -se que o material teórico e os elementos fabricados reais exibam comportamentos diferentes.
Jang disse: “O significado que recebemos é uma coisa que sempre acontecerá na vida real”. “Mas podemos programar deliberadamente a sequência de cada célula separada da montagem, salvar algumas informações dentro e, em seguida, podemos decodificar as informações. Foi interessante capturar esse significado e foi interessante concluir as informações necessárias para melhorar o trabalho”.
Muito trabalho ainda deve ser feito para aprimorar o tecido para esses tipos de elementos, mas Zhang disse que uma coisa valiosa aprendida neste estudo é que, quando as pessoas cooperam, elas alcançam coisas ainda maiores.
“Acho que funciona da mesma forma para os materiais”, disse Jang. “Quando diferentes materiais funcionam juntos, eles fazem as coisas individualmente, mas podem fazer coisas muito mais eficazes do que isso”.
Zhang Illinoi também é aprovado com ciências mecânicas e engenharia e Centro Nacional de Aplicações de Super Computação.
