Структура костей помогла создать устойчивую к трещинам сталь — Naked Science
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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
9 часов назад
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

9 часов назад
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

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: