η αντοχή σε φθορά του κοίλου σκυροδέματος αυξήθηκε κατά 5,6 φορές
2024-10-04
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
εμπνευσμένοι από τη σκληρή εξωτερική δομή των ανθρώπινων οστών, μηχανικοί στο πανεπιστήμιο πρίνστον των ηνωμένων πολιτειών ανέπτυξαν έναν νέο τύπο σκυροδέματος που μπορεί να αντισταθεί σε ρωγμές και ξαφνικές βλάβες και η αντοχή του στη φθορά είναι 5,6 φορές υψηλότερη από το συνηθισμένο σκυρόδεμα. σχετικές εργασίες δημοσιεύτηκαν στο νέο τεύχος του advanced materials.
κατά την ανάπτυξη αυτού του νέου τύπου σκυροδέματος, οι ερευνητές εμπνεύστηκαν από το συμπαγές ανθρώπινο οστό. το πυκνό κέλυφος του ανθρώπινου μηριαίου οστού αποτελείται από ωοειδείς σωληνοειδείς δομές που ονομάζονται οστεόνια. το σχήμα και η διάταξή του διασκορπίζουν τις ρωγμές γύρω από αυτές τις μονάδες οστών, εμποδίζοντάς τις να σπάσουν κατά την πρόσκρουση.
για να χύσουν το βιονικό σκυρόδεμα, οι ερευνητές εκτύπωσαν τρισδιάστατα ένα σωληνοειδή καλούπι χρησιμοποιώντας πολυβινυλική αλκοόλη. στη συνέχεια έριξαν καουτσούκ στο καλούπι για να δημιουργήσουν ένα αρνητικό του προτύπου. τέλος, διέλυσαν το λάστιχο για να σχηματίσουν ένα καλούπι πυριτίου από πολυουρεθάνη και το χρησιμοποίησαν για να ρίξουν το σκυρόδεμα.
χάρη σε έναν έξυπνο βιονικό σχεδιασμό, οι κοίλοι σωλήνες του νέου σκυροδέματος «παγιδεύουν» τις ρωγμές και τις εμποδίζουν να εξαπλωθούν περαιτέρω. αυτό έρχεται σε αντίθεση με την προσθήκη υλικών όπως ίνες, πλαστικά κ.λπ. στο σκυρόδεμα για να αυξηθεί η αντοχή του. η νέα μέθοδος μπορεί να ελέγχει την ανάπτυξη κάθε ρωγμής έτσι ώστε το υλικό να μην σπάει με τη μία και να μπορεί να αντέξει προοδευτικές ζημιές, κάνοντας το υλικό πιο δυνατό.
οι ερευνητές πραγματοποίησαν δοκιμές κάμψης τριών σημείων και δοκιμές κάμψης μονής εγκοπής. χρησιμοποίησαν μια λεπίδα πριονιού διαμαντιού πάχους 2 χιλιοστών και ένα ξυράφι για να κόψουν εγκοπές στο σκυρόδεμα και επανέλαβαν τη διαδικασία πολλές φορές για να συλλέξουν δεδομένα σχετικά με την αντοχή στη θραύση του υλικού. τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή στη φθορά του νέου σκυροδέματος είναι περισσότερο από 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του συνηθισμένου σκυροδέματος. αυτό δεν σημαίνει μόνο ασφαλέστερα κτίρια, αλλά μειώνει επίσης την παραγωγή σκυροδέματος, κάτι που αποτελεί τεράστιο όφελος για το περιβάλλον.
