Дизайн сети Biobaspié предлагает новые возможности строительства и безопасности

Вдохновленная скромной губкой в ​​открытом море, инженеры из RMIT разработали новый материал с замечательным сопротивлением сжатию и жесткостью, которые могли бы улучшить архитектуру и продукты.

Дизайн с двойной сетью был вдохновлен сложным скелетом губки открытого моря, известной как корзина цветов Венеры, которая живет в Тихом океане.

Основной автор последнего исследования, проведенного в структуре, доктор Джиамин М.А., сказал, что в ходе тестов и оптимизации выявили впечатляющую комбинацию жесткости и сопротивления модели, смешанные с способностью сжимать при сжатии.

Именно этот последний аспект — известный как вспомогательное поведение — который открывает целый ряд возможностей для применения проектирования с помощью структурной инженерии и других приложений.

«В то время как большинство материалов становятся более тонкими, когда они растянуты или более серьезные, когда они разбиты, такие как резина, Tosets делают наоборот», — сказал, что Auxies может поглощать и эффективно распределять энергию удара, что делает их чрезвычайно полезными.

Натуральные отекстые материалы включают сухожилия и кожу кошки, в то время как синтетические материалы используются для изготовления сердечных и сосудистых стентов, которые развиваются и сокращаются при необходимости.

Но в то время как материалы обладают полезными свойствами, их низкая жесткость и их ограниченная способность поглощения энергии ограничивают их применение. Дизайн команды, вдохновленный командой команды, важен, потому что он преодолевает эти основные недостатки.

«Каждая сеть имеет традиционное деформационное поведение, но если вы объединяете их, как природа в полотенце в открытом море, она регулирует и имеет свою форму и превосходит аналогичные материалы с довольно большим отрывом», — сказал Ма.

Результаты опубликовано В Составные структуры Покажите, что с тем же количеством использования материалов сеть в 13 раз более жесткая, чем существующие материалы фокусировки, которые основаны на концепциях дохода.

Он также может поглощать на 10% больше энергии, сохраняя при этом свое целенаправленное поведение с диапазоном деформации на 60% выше по сравнению с существующими концепциями.

Доктор Нгок Сан -Ха сказал, что уникальная комбинация этих свойств открыла несколько захватывающих применений для своего нового оборудования.

«Эта органическая осетическая сеть обеспечивает самые сильные базы на сегодняшний день для разработки нового поколения устойчивого здания», — сказал он.

«Наш метаматериал, ориентированный на высокую жесткость и поглощение энергии, может дать значительные преимущества в нескольких секторах, строительных материалах для защитного оборудования и спортивного оборудования или медицинского применения».

Структура сети Biobsin может работать в качестве стальной структуры конструкции, например, позволяющей использовать меньше стали и бетона для получения результатов, аналогичных традиционной структуре.

Структура также может сформировать основу оборудования для защиты от легкого спорта, шар или медицинских имплантатов.

Почетный профессор Майк Си сказал, что проект подчеркнул ценность вдохновленного природой. «Биомимикрия не только создает великолепные и элегантные концепции, подобные этому, но также создает интеллектуальные дизайны, которые были оптимизированы за счет миллионов лет эволюции, которые мы можем выучить», — сказал Си.

Следующие шаги

Команда Центра инновационных структур и материалов RMIT проверила дизайн, используя компьютерные моделирования и лабораторные испытания на 3D -печатном образце, изготовленном из термопластичного полиуретана.

Теперь они планируют создать стальные версии конструкции, которые будут использоваться с бетоном и ударом по заземлениям — методике строительства с использованием компактного натурального сырья.

«Хотя этот дизайн может иметь многообещающие применения в спортивном оборудовании, СИЗ и медицинском применении, наша основная цель — аспект строительства и строительства», — сказал Ма.

«Мы разрабатываем более устойчивый строительный материал, используя уникальную комбинацию нашего конструкции исключительной эмезичности, жесткости и поглощения энергии для снижения потребления стали и цемента при строительстве.

«Его фокусирующие характеристики и поглощение энергии также могут помочь облегчить вибрации во время землетрясений».

Команда также планирует интегрировать этот дизайн с помощью автоматических алгоритмов обучения для дальнейшей оптимизации и создания программируемых материалов.