Структура костей помогла создать устойчивую к трещинам сталь — Naked Science
10.03.2017
4 минуты
Редакция
1

Структура костей помогла создать устойчивую к трещинам сталь

Новый вид стали повторяет микроструктуру человеческой кости и не позволяет трещинам распространяться по материалу.

249958581_d9832050ba_o

Наши собственные кости – это чудо инженерии, которым можно восхищаться на всех уровнях, от общей эффективной формы и до сложной, изысканной микроструктуры. Ориентированные нити структурного белка коллагена чередуют направление, обеспечивая прочность при разнонаправленных нагрузках. Уровнем выше можно наблюдать пористую ткань, одновременно легкую и жесткую, покрытую особо твердой «коркой». Такая многоуровневая сложная структура обеспечивает и высокую устойчивость кости к трещинам.

 

Микроразрывы, возникшие в ней, не распространяются и не увеличиваются, почти не снижая свойства кости и позволяя организму восстановить повреждение. Это свойство чрезвычайно важно в металлургии, заставляя специалистов искать новые и новые подходы к повышению устойчивости сплавов – прежде всего сталей – к трещинам. Обычный подход к решению этой задачи состоит в увеличении вязкости материала, однако ученые из японского Университета Кюсю и Массачусетского технологического института (MIT) решили обратиться к «природным рецептам».

 

В статье, опубликованной журналом Science, Мотомити Кояма (Motomichi Koyama) и его коллеги описывают, как подход, заимствованный у структуры кости, можно использовать для получения стали, устойчивой к развитию усталости и к распространению трещин под меняющимися нагрузками. Во-первых, ученые использовали слегка различные сплавы сталей с разной твердостью. Во-вторых, их обработали, создав структуру, аналогичную костной. Это позволило сочетать участки разной упругости и твердости, затрудняя развитие трещин.

 

Испытания новой стали в лаборатории подтвердили, что она намного более устойчива к усталости, чем обычные марки стали. Но прежде чем такая сложная структура сделает прочнее дороги и мосты, Кояме и его коллегам предстоит разработать технологии ее промышленного производства. Сделать это может быть не так-то просто.

Позавчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

7 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Житель штата Флорида Кельман Ричес погиб во время полета на реактивном ранце.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Позавчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

ulogin_facebook_1256481054397843
06:46
-
0
+
Домаск?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: