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深海海绵有望助建新一代摩天大楼

深海海绵阿氏偕老同穴的骨架结构。玻璃海绵骨架向焊接钢筋基斜条格构的过渡。每逢谈及海绵,咱们的脑海中往往会浮现出一团柔软、黏糊糊的物质。《天然·资料学》杂志当地时间9月21日报导,美国哈佛大学工程与使用…

深海海绵阿氏偕老同穴的骨架结构。

玻璃海绵骨架向焊接钢筋基斜条格构的过渡。

每逢谈及海绵,咱们的脑海中往往会浮现出一团柔软、黏糊糊的物质。《天然·资料学》杂志当地时间9月21日报导,美国哈佛大学工程与使用科学学院的研讨人员受深海海绵的骨骼结构启示,正致力于将它的“对角增强”格状骨架运用于新一代楼房、桥梁及轻型航天器的建设中。

这种格状骨架具有比传统斜条格构更高的强度质量比。

论文作者、SEAS研讨生Matheus Fernandes说:“咱们发现,Euplectella aspergillum的对角强化战略,使其能在给定资料数量下到达最强抗弯性。学习这种战略,工程师们能够从头规划现有资料的排布办法,然后构建更强壮、更具弹性的结构。”

论文作者、SEAS资深科学家James Weaver弥补说:“在航空航天工程等范畴,结构的强度质量比是非常重要的。咱们规划的这种仿生几许结构,能够为更简便更安定的使用规划供给思路。”

对角格结构常见于带顶棚的桥和金属贮存架中。这种结构规划经过许多小型、严密距离的对角梁均匀分摊载荷,而且一向沿用至今。

Fernandes提出质疑:“这种办法有一些缺陷,例如糟蹋资料、制作高度受限等。咱们能否从资料分配的视点动身,用最少的资料到达最高的强度?”

这时,来自深海的玻璃海绵进入了Fernandes团队的视界。玻璃海绵为了支撑自己的管状体,将两套平行的对角骨骼支柱穿插、融合到正方形网格中,形成了一组安定的棋盘状图画。Weaver说:“20多年来,咱们一向在研讨海绵骨骼体系的结构-功用联系。但是时至今日,这个物种依然让咱们感到惊奇。”

在模拟实验中,研讨人员发现,仿生海绵体系可将全体结构强度进步20%以上,而且无需额定增加任何资料就能到达这一作用。

论文作者、SEAS使用力学教授Katia Bertoldi点评道:“海绵骨骼体系可推迟结构失稳,推进资料在现代基础设施建设中的合理化使用。”

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