Структура костей помогла создать устойчивую к трещинам сталь — Naked Science
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.
Вчера, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 часов назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 часов назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Домаск?
Подтвердить?
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: