Elastyczne materiały prosto z natury

Fot. Pixabay CC0

Naukowcy z University of New Hampshire odkryli, że podobna do puzzli falista struktura delikatnego materiału pokrywającego rośliny takie jak sukulenty i niektóre trawy, może przyczynić się do wytworzenia nowych materiałów. Co ciekawe, na tyle mocnych, że będzie można je wykorzystać do budowy zbroi, ekranów czy paneli lotniczych.

Yaning Li, profesor inżynierii mechanicznej z uczelni, powiedział: "Główną funkcją osłonek nasion jest ochrona, ale potem muszą też one stać się na tyle miękkie, by umożliwić kiełkowanie, dochodzi więc do zmiany właściwości mechanicznych". Jak dodał później, obserwując naturę można stworzyć architekturę inteligentnego materiału, który mógłby być zarówno wytrzymały, jak i elastyczny.

Z czego zbudowane są te wyjątkowe powłoki? Są to komórki w kształcie gwiazdy, które poruszają się dzięki zygzakowatym połączeniom międzykomórkowym, tworząc tym samym zwartą i jakby „wyłożoną kafelkami" zewnętrzną warstwę, która pełni funkcję ochronną. W celu lepszego zrozumienia związku między strukturą a funkcją powłoki, zaprojektowano prototypy i wydrukowano 3D. Modele to posłużyły do licznych eksperymentów i symulacji.

Rezultaty tych badań pokazują, że kluczową rolę odgrywa falistość mozaikopodobnych struktur osłonek nasiennych. Im jest ona większa, tym lepiej mogą być przenoszone obciążenia, a zatem tym bardziej można zwiększyć zarówno wytrzymałość, jak i ciągliwość. Naukowcy twierdzą, że odkrycie to może stanowić pierwszy krok na drodze do opracowania nowych funkcjonalnych materiałów, które mogłyby zostać użyte w ochronie, a także w takich dziedzinach jak pochłanianie energii i jej rozpraszanie.

(KB)