Исследование костей откроет новые прочные материалы

02.04.2020

Команда опытных специалистов по материальному инжинирингу из Нью-Йоркского Университета Корнуэлла представила проект, нацеленный на выявление принципов того, как костная ткань может самостоятельно укрепляться и как можно использовать этот принцип для того, чтобы делать известные нам материалы и устройства еще более устойчивыми и надежными в своей продолжительной и иногда даже экстремальной эксплуатации.

В частности, работа команды специалистов сосредоточилась на первом этапе на выявлении того, по какому принципу кость может сопротивляться высоким нагрузкам на себя. Оказалось, что в основе ее решетчатой структуры лежит наложение горизонтальных и вертикальных "стоек", которые не только выдерживают продолжительные циклы нагрузок, но которые могут также увеличивать устойчивость самой костной ткани. С течением возраста люди теряют в первую очередь горизонтальные костяные стойки, что существенно уменьшает уровень ее устойчивости к различным нагрузкам, а помимо этого кость становится более хрупкой и в отношении небольших нагрузок.

Создав уникальный 3D-принт такой конструкции динамического костного типа, команда специалистов установила, что имеется возможность увеличить уровень прочности такого материала, подредактировав решетку строения костной ткани - а соответственно, такой же принцип может быть применен и в отношении сторонних материалов и устройств, которые нас окружают.

Кроме того, отформатированные костяные стойки могут стать не только основным опорным пунктом в отношении увеличения прочности материала, но также своего рода основной базой для поддержания дополнительных нагрузок. Это означает, что в своем адаптированном виде такие варианты материалов могут стать частью тех же элементов космических кораблей, которым необходимо быть не только крайне прочными, но и крайне гибкими при эксплуатации.

<< Назад: Новые высокоскоростные USB-кабельные сборки от Molex 03.04.2020

>> Вперед: Видеокарты EVGA GeForce GTX 1650 GDDR6 02.04.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Молнии преследуют морские суда 26.09.2017 В городе Сиэтл (штат Вашингтон) работает Всемирная сеть регистрации молний. Она собирает данные от десятков датчиков по всему миру, которые улавливают электромагнитные возмущения, порождаемые молниями - так называемые атмосферики. Все датчики стоят на суше, но атмосферики распространяются на тысячи километров от места разряда, потому что они представляют собой радиоволны, еще более длинные, чем те, на которых ведется радиовещание. Так что атмосферик, возникший над океаном, легко дойдет до датчика на суше, а если его зарегистрируют сразу несколько датчиков, то можно точно определить, где случилась молния. Ученые заметили практически прямую линию из вспышек поперек Индийского океана. Оказалось, что молнии концентрировались вдоль наиболее загруженных судоходных путей, которые тянутся из северной части Индийского океана через Малаккский пролив в Южно-Китайское море. Исследователи собрали данные обо всех полутора миллиардах вспышек, зарегистрированных с 2005 по 2016 год. Выяснилось, что вдоль этих судоходных путей вспышки случались в среднем в два раза чаще, чем в соседних областях океана с тем же климатом. Естественные погодные условия не объясняли феномен повышенной концентрации молний - то есть, очевидно, молнии каким-то образом нагнетали сами корабли. Известно, что молния может проскакивать как между соседними грозовыми облаками, так и между облаком и землей. Во втором случае она бьет в самый высокий предмет. Так происходит, потому, что до высоких предметов от неба ближе, а электрическое напряжение всегда стремится к разрядке по самому короткому пути из возможных. Поскольку в открытом океане самыми высокими предметами оказываются палубы судов, то молнии частенько бьют именно туда. (Конечно, настоящей бедой это было лишь для средневековых кораблей, современные же надежно защищены от повреждений громоотводами.) Раз так, можно предположить, что "концентрирование" молний вдоль морских путей тем и объясняется, что их притягивают суда. Однако область с "повышенным содержанием" молний на деле значительно шире корабельных фарватеров. Специалистысследователи объяснили феномен довольно просто. По всей видимости, виноваты выхлопные газы, которые выделяют любые двигатели внутреннего сгорания, в том числе и двигатели морских судов. В выхлопах содержатся частички сажи, соединения азота и серы и другие микроскопические компоненты. Они помогают конденсироваться молекулам воды, которые предпочитают налипать как раз на какие-то уже готовые капли или частицы, присутствующие в атмосфере. Если таких частиц - ядер конденсации - мало (например, над открытым океаном, где чистый воздух), у молекул воды выбор невелик, и они образуют большие капли. Но из-за выхлопных газов частиц становится гораздо больше, и получается много мелких капель. Поскольку они легче, они поднимаются на большую высоту, так что многие из них замерзают, достигая слоев с отрицательной температурой. Между тем, кристаллы льда необходимы для электризации облака. Точнее, для электризации нужно, чтобы в нем присутствовали одновременно и капли, и кристаллы льда (именно поэтому зимой обычно не бывает молний: зимой в облаках есть только кристаллы). Электризация происходит, когда кристаллы и капли сталкиваются друг с другом; считается, что более легкие и мелкие частицы заряжаются преимущественно положительно, а более тяжелые и крупные - отрицательно. Наполнившись электричеством, облако разряжается молнией. Поскольку грозовые облака возникают благодаря корабельным выхлопам, то и зона молний оказывается шире фарватера.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026