西印第安納州拉斐特——骨骼和3D打印建筑有什么共同點？它們的內(nèi)部都有柱子和橫梁來決定它們能持續(xù)多久。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，人體骨骼材料中的“光束”如何處理壽命磨損值，可以轉(zhuǎn)化為3D打印輕質(zhì)材料的開發(fā)，這種材料使用壽命長，可以更實際地用于建筑、飛機等結(jié)構(gòu)。
康奈爾大學(xué)、普渡大學(xué)和凱斯西儲大學(xué)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們模仿光束并使其厚度達(dá)到30%左右時，人造材料的使用壽命可能會延長100倍。
“骨頭是一座建筑。它有承載大部分負(fù)載的梁和連接這些梁的梁。我們可以從這些材料中學(xué)習(xí)一些東西，從而為建筑和其他結(jié)構(gòu)創(chuàng)造更強的3D打印材料，”該學(xué)院教授巴勃羅扎瓦蒂耶里說。普渡大學(xué)萊爾斯土木工程學(xué)院
骨骼通過稱為小梁的海綿狀結(jié)構(gòu)獲得耐久性，小梁是由垂直的板狀支柱和水平的桿狀支柱組成的網(wǎng)絡(luò)，它們作為柱和梁相互連接。小梁越密，骨骼在日常活動中的彈性越大。但是疾病和年齡會影響這個密度。
在《美國國家科學(xué)院院刊》年發(fā)表的一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然垂直支撐桿有助于骨骼的剛性和強度，但事實上，看似微不足道的水平支撐桿會增加骨骼的疲勞壽命。
康奈爾大學(xué)研究團(tuán)隊的克里斯托弗埃爾南德斯(Christopher Hernandez)懷疑水平支撐結(jié)構(gòu)對骨骼的耐久性非常重要，這與小梁領(lǐng)域的普遍觀點相反。
機械、航空航天和生物醫(yī)學(xué)工程教授Hernandez說：“人老了，首先會失去這些水平支撐，從而增加反復(fù)循環(huán)載荷導(dǎo)致骨折的可能性?！?
對這些結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究可以為骨質(zhì)疏松患者的治療提供更好的方法。
與此同時，3D打印房屋和辦公空間正在進(jìn)入建筑行業(yè)。雖然生產(chǎn)速度和成本比傳統(tǒng)產(chǎn)品低得多，但即使是印刷的水泥層也必須足夠堅固，以應(yīng)對自然災(zāi)害——至少像今天的房子一樣。
這個問題可以通過重新設(shè)計水泥本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或“建筑”來解決。Zavattieri的實驗室一直在開發(fā)受自然啟發(fā)的建筑材料，以提高它們的性能并使它們更具功能性。
作為將自然界最佳強度策略融入這些材料的持續(xù)努力的一部分，Zavatieeri的實驗室為機械分析和模擬做出了貢獻(xiàn)，以確定水平支撐桿在人體骨骼中的作用是否比以前想象的更大。然后，他們設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)類似小梁的3D打印聚合物。
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場無關(guān)。財經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險自擔(dān)。 如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！